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原子层沉积(ALD)

原子层沉积 (ALD) 是一种真正的纳米技术, 可以准确可靠地沉积仅几个纳米厚的超薄薄膜。等离子体可以实现出色的表面预处理, 控制薄膜性质以及作为种类广泛的沉积源。

要点

  • 抑制性的原子的逐层生长
  • 高保型性,高一致性的薄膜生长
  • 无针孔和无颗粒沉积
  • 低等离子损伤
  • 低温ALD工艺
  • 基底表面成核延迟大为降低
  • 材料范围广
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ALD cycle for Al2O3 deposited using TMA and O2 plasma

Only step 3 varies between H2O for the thermal process or O2 plasma. As the ALD process deposits precisely one atomic layer in each cycle, complete control over the deposition process is obtained at the nanometre scale:

A. TMA chemisorption B. TMA purge C. O2 plasma D. Short post plasma purge

A. TMA chemisorption  |  B. TMA purge  |  C. O2 plasma  |  D. Short post plasma purge

热 ALD

  • 即使在高深宽比和复杂结构中也可以实现保形覆盖。
  • 原子层沉积可以生长各种各样的材料,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
    • 有机混合材料: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、MoS2

远程等离子增强型ALD(PEALD)

除了具有热ALD的优点外,PEALD可以选择更多的化学气体或液体源从而进一步提高薄膜质量:

  • 等离子体使得低温ALD工艺成为可能,而远程离子源可保持低的等离子体损伤
  • 不再需要用水作为液体源,因此减少了ALD循环之间的吹扫时间——特别是低温条件下
  • 通过改进去除杂质的手段,从而获得电阻率更低、密度更高的高质量薄膜
  • 通过使用氢等离子体实现有效的金属化学特性
  • 能够控制化学计量比/相变
  • 基底表面成核延迟大为降低
  • 等离子体表面处理
  • 等离子体可以清除腔室内一些材料的残留

OpAL
FlexAL
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Substrates Up to 200mm wafers & pieces directly on stage  Up to 200mm wafers handling and pieces on a carrier plate
Bubbled liquid & solid precursors Up to 4 plus water, ozone and gases Up to 8 plus water, ozone and gases
Max precursor source temperature 200ºC 200ºC
MFC controlled gas lines with rapid delivery system;  1) thermal gas precursors (e.g. NH<sub>3</sub>, O<sub>2</sub>) 2) plasma gases (e.g. O<sub>2</sub>, N<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>) 2 internally. Up to 8 in externally mounted gas pod Up to 10 in externally mounted gas pod

ALD Systems

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