原子层沉积(ALD)是一项真正意义上的纳米技术,使纳米超薄薄膜以一种精确控制的方式沉积。

原子层沉积ALD有两个特征;
自限性原子分层技术增长和高保形涂层。这些特征在半导体工程、微机电系统和其他纳米技术的应用程序使用方面展现许多优势。
 

原子层沉积的优势

原子层沉积的过程正是每个周期中单个原子层沉积的过程,完全控制的沉积是一个获得纳米尺度的过程:

  • 保形涂层即使在高深宽比和复杂的结构中也可以实现
  • 可实现针孔和无颗粒沉积
  • 一个非常广泛的材料与原子层沉积是可能的,例如:
    • ​氧化物:Al2O3, HfO2, SiO2, TiO2, SrTiO3, Ta2O5, Gd2O3, ZrO2, Ga2O3, V2O5, Co3O4, ZnO, ZnO:Al, ZnO:B, In2O3:H, WO3, MoO3, Nb2O5, NiO, MgO, RuO2
    • 氟化物:MgF2, AlF3
    • 有机杂化材料:Alucone
    • 氮化物:TiN, TaN, Si3N4, AlN, GaN, WN, HfN, NbN, GdN, VN, ZrN
    • 金属:Pt, Ru, Pd, Ni, W
    • 硫化物:ZnS

ALD工具比较

Feature 功能

OpAL®

FlexAL®

基板

最大200毫米晶圆

最大200毫米晶圆

液体和固体的前驅物

最大4路+水、臭氧和气体

最大8路+水,臭氧和气体

最大前驅物温度

200ºC

200ºC

拥有快速传递系统Mfc控制下的气体管道:
1) 热气体的前体(例如,NH3, O2
2) 等离子气体(例如,O2, N2,H2

2个内部结构。

多达8个外部安装气路

多达10个外部安装气路

等离子体

选择/現地升级

选项

載片

开腔

闭锁或片匣

可集群其他流程模块

不可

可以- 第三方公司MESC模块作为特殊选择

载盘温度范围

25ºC – 400ºC

25ºC – 400ºC (部分550ºC)

椭偏仪接口

可以

可以

快速脉冲ALD阀门接头套管10 ms

可以

可以

原子层沉积系统包括FlexAL和OpAL 兩款。

原子层沉积(ALD)周期

Al2O3 沉积使用TMAO2等离子的原子层沉积(ALD)周期

H2O中分离O2等离子的3种不同步骤:
A. TMA chemisorbtion       B. TMA purge                  C. O2 plasma                   D. Short post plasma purge

原子层沉积(ALD)应用

ALD可以被应用于许多途径:

  • 高介电氧化层
  • 储能电容器电介质
  • 在聚合物和OLED的无针孔钝化层
  • 晶体硅太阳能电池钝化
  • 高深宽比扩散壁垒对铜互连
  • 黏附层
  • 有机半导体
  • 高保形涂层微流控和MEMS应用程序
  • 其他纳米技术和纳电子应用程序
  • 纳米多孔结构涂层
  • 燃料电池,如单一金属涂层催化剂层
  • 生物微机电

远程等离子沉积(ALD)

除了热ALD的好处之外,远程等离子体在提高鍍膜方面会有更多前驅物选择

  • 等离子体使低温ALD流程保持低的等离子体损伤
  • 不需要水的前驅,减少清洗时间ALD周期-尤其是在低温情况下
  • 通过改善去除杂质的过程,得到较低的电阻率和更高的密度等高质量鍍膜
  • 通过使用氢等离子体使金属化学变得高效
  • 控制化学计量学/阶段的能力
  • 减少成核延迟
  • 等离子表面处理
  • 等离子体清洗对部分材料来说是可行的

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原子层沉积过程解决方案

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