原子层沉积技术
原子層沉積技術(shù)
原子層沉積技術(shù)
原子層沉積,ALD 是一種適合于研制最新的和前沿性的產(chǎn)品的薄膜制備技術(shù)。原子層沉積 ALD 也是一種用于納米技術(shù)研究的有效方法。典型的原子層沉積應(yīng)用是在各種尺寸和形狀的基底上沉積高精度、無針孔、高保形的納米薄膜。針對目前的市場需要,Beneq 通過提供具有創(chuàng)新性應(yīng)用和可接受的購置成本的ALD 設(shè)備為企業(yè)的快速發(fā)展提供了必要的條件。
ALD 薄膜技術(shù)
ALD 是一種化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)。它最初被用于生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)的絕緣體(Al2O3/TiO2)和薄膜電致發(fā)光顯示器(TFEL)的硫化鋅(ZnS)發(fā)光層。得益于ALD 技術(shù)的發(fā)展,此類顯示器在80年代中期開始大規(guī)模生產(chǎn)。ALD 技術(shù)特有的屬性和工藝的高可重復(fù)性是促使工業(yè)化生產(chǎn)成功的關(guān)鍵因素。
原子層沉積,ALD 是一種適合于研制最新的和前沿性的產(chǎn)品的薄膜制備技術(shù)。原子層沉積 ALD 也是一種用于納米技術(shù)研究的有效方法。典型的原子層沉積應(yīng)用是在各種尺寸和形狀的基底上沉積高精度、無針孔、高保形的納米薄膜。針對目前的市場需要,Beneq 通過提供具有創(chuàng)新性應(yīng)用和可接受的購置成本的ALD 設(shè)備為企業(yè)的快速發(fā)展提供了必要的條件。
ALD 是一種化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)。它最初被用于生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)的絕緣體(Al2O3/TiO2)和薄膜電致發(fā)光顯示器(TFEL)的硫化鋅(ZnS)發(fā)光層。得益于ALD 技術(shù)的發(fā)展,此類顯示器在80年代中期開始大規(guī)模生產(chǎn)。ALD 技術(shù)特有的屬性和工藝的高可重復(fù)性是促使工業(yè)化生產(chǎn)成功的關(guān)鍵因素。
觀看視頻,了解ALD技術(shù)的工作原理
技術(shù)特點
ALD 是一種適合于產(chǎn)品創(chuàng)新和改良的技術(shù)。其他現(xiàn)有技術(shù)無法經(jīng)濟高效地,甚至根本無法實現(xiàn)的薄膜和材料特性,通過ALD 技術(shù)都能實現(xiàn)。
ALD 作為一種薄膜制備技術(shù)可以提供:
? 以真正的納米尺度精確控制薄膜厚度。
? 無針孔薄膜,例如高質(zhì)量的阻擋層和表面鈍化。
? 在大批量大面積的基底材料和復(fù)雜的三維物體表面制備高保形薄膜,包括疏松多孔的基體材料和粉末。
? 新工程材料和結(jié)構(gòu),比如納米涂層。
? 高重復(fù)性和可擴展的工藝。
ALD 鍍膜工藝
原子層沉積 ALD 是基于表面控制的薄膜沉積技術(shù)。在鍍膜過程中,兩種或更多的化學(xué)氣相前驅(qū)體依次在基底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而產(chǎn)生固態(tài)的薄膜(見下文原理圖)。大多數(shù)原子層沉積系統(tǒng)采用一種橫流式反應(yīng)腔,在該反應(yīng)腔內(nèi)有惰性載氣穿過;前驅(qū)體通過極短的脈沖注入到這個惰性載氣中。 惰性載氣攜帶著前驅(qū)體脈沖作為一種有序“波”依次通過反應(yīng)腔,真空泵管路,過濾系統(tǒng),并最終通過真空泵。
典型的工藝條件
? 壓力范圍:0.1-10 mbar (Torr, hPa) 或大氣壓
? 溫度:50-500°C
工藝和薄膜特性
極佳的附著力:前驅(qū)體與基底材料的化學(xué)吸附保證了極佳的附著力。
飽和吸附特性:表面反應(yīng)的自限制性使工藝的自動化成為可能,同時不需要精確 的劑量控制和操作人員的持續(xù)介入。
有序反應(yīng):薄膜的數(shù)字化的有序生長過程提供了在沒有原位反饋或是操作人員的干預(yù)的條件下極高的薄膜精度。
表面控制反應(yīng):表面反應(yīng)確保了在任何條件下薄膜的高保型,不管基底材料是致密的、多孔的、管狀的、粉末狀的或是其它具有復(fù)雜形狀的物體。
精確性和可重復(fù)性:一個循環(huán)的薄膜生長厚度是由工藝決定的,但通常是1? (0.1 nm)。
超薄,密實和平整:ALD 可以沉積厚度小于1納米的薄膜。 在某些工業(yè)應(yīng)用中薄膜厚度僅為0.8納米。
高產(chǎn)能:表面控制生長特性使得通過提高批量及增加基底面積,從而擴大產(chǎn)能成為可能。
等離子體增強型 ALD: 在原子層沉積過程中加入等離子體可以實現(xiàn)某些金屬,低溫氧化物和氮化物的薄膜制備。
卷對卷式和連續(xù)性的ALD: 卷對卷式薄膜沉積為許多全新的應(yīng)用打開了大門,如柔性電子工業(yè)。Beneq 是全世界第一家提供商用連續(xù)性原子層沉積研究平臺的廠商。這使得Beneq 站在了這項研究的最前沿。
針對顆粒和粉末的ALD: 將保形的鍍膜與顆粒化的基底相結(jié)合創(chuàng)造出許多全新的應(yīng)用,如改變電池材料的擴散特性。
ALD 的薄膜材料
可用原子層沉積的最常用的材料包括(選擇):
氧化物: Al2O3, CaO, CuO, Er2O3, Ga2O3, HfO2, La2O3, MgO, Nb2O5, Sc2O3, SiO2, Ta2O5, TiO2, VXOY, Y2O3, Yb2O3, ZnO, ZrO2, etc.
氮化物: AlN, GaN, TaNX, TiAlN, TiNX, etc.
碳化物: TaC, TiC, etc.
金屬: Ir, Pd, Pt, Ru, etc.
硫化物: ZnS, SrS, etc.
氟化物: CaF2, LaF3, MgF2, SrF2, etc.
生物材料: Ca10(PO4)6(OH)2 (hydroxyapatite)
聚合物: PMDA–DAH, PMDA–ODA, etc.
摻雜納米涂層和復(fù)合結(jié)構(gòu):ALD 可以使用大量不同的材料組合。
今天越來越多的材料和工藝可以通過ALD 技術(shù)來實現(xiàn)。
總結(jié)
- 上一篇: CVD-ALD前驱体材料
- 下一篇: Camera Lens Coating