Abstrakti
An atomic layer deposition (ALD) simulation approach is presented for transient diffusion of heat and mass at low Knudsen numbers (Kn<0.1), focusing on thermal effects in trench-shaped structures. Two boundary conditions (BCs) are analyzed: the ‘thin wall’ BC incorporates exothermic reactions with a derived wall heat flux term, and the ‘thick wall’ BC maintains constant wall temperature ranging between 500 K and 800 K. For both BCs, we examine aspect ratios from 1 to 100. The chosen BC significantly impacts reaction kinetics/peak temperatures, with local temperature variations up to 200 K under ‘thin wall’ conditions. The coating time ratio between ‘thin wall’ and ‘thick wall’ ranges from 0.9 to 1.7. Two ‘universal’ functional forms are proposed to explain how surface coverage depends on time and how coating time relates to aspect ratio and diffusion timescale. Results emphasize the crucial role of temperature distribution in ALD, impacting growth per cycle, reactant decomposition/desorption, and potential substrate damage.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Artikkeli | 122683 |
| Sivumäärä | 19 |
| Julkaisu | Chemical Engineering Science |
| Vuosikerta | 321, Part A |
| Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä | 6 lokak. 2025 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - 1 helmik. 2026 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
The authors acknowledge to the Academy of Finland for the support of this research through ALDI project Grant Nos. 331082 and 333069. The authors are grateful f or the use of the computer facilities within the Aalto University School of Science “ Science-IT” project. The authors acknowledge CSC – IT Center f or Science, Finland, for computational resources, and Jorge A. Velasco for his support and assistance during the project.
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Modeling thermal effects in atomic layer deposition for trench-shaped structures'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Projektit
- 3 Päättynyt
-
-: Reaktiivinen virtaus huokoisessa materiaalissa: mallitus ja kokeet atomikerroskasvatuksessa
Vuorinen, V. (Vastuullinen johtaja), Kannan, J. (Projektin jäsen), Karimkashi Arani, S. (Projektin jäsen), Rintanen, A. (Projektin jäsen), Tamadonfar, P. (Projektin jäsen) & Ersavas Isitman, G. (Projektin jäsen)
01/09/2020 → 31/08/2024
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
ALDI: Reactive flow in porous media: modelling and experiments in atomic layer deposition context
Puurunen, R. (Vastuullinen johtaja), Miikkulainen, V. (Projektin jäsen), Yim, J. (Projektin jäsen), Velasco, J. (Projektin jäsen), Salakka, T. (Projektin jäsen), Revitzer, H. (Projektin jäsen), Gonsalves, C. (Projektin jäsen), Andsten, S. (Projektin jäsen), Larkiala, S. (Projektin jäsen), Nortes, M. (Projektin jäsen), Salminen, J. (Projektin jäsen), Ossama, M. (Projektin jäsen), Järvilehto, J. (Projektin jäsen) & Vuorinen, V. (Co-PI)
01/09/2020 → 31/08/2024
Projekti: RCF Academy Project
-
Reaktiivinen virtaus huokoisessa materiaalissa: mallitus ja kokeet atomikerroskasvatuksessa
Lindblom, A. (Vastuullinen johtaja)
01/01/2017 → 31/12/2017
Projekti: Other external funding: Other public funding
Laitteet
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver