Atomic Layer Deposition原子層沉積技術
原子層沉積技術（Atomic Layer Deposition）是一種原子尺度的薄膜制備技術。可以沉積均勻一致，厚度可控、成分可調的超薄薄膜。隨著納米技術和半導體微電子技術的發展，器件和材料的尺寸要求不斷地降低，同時器件結構中的寬深比不斷增加，要求所使用材料的厚度降低至十幾納米到幾個納米數量級。原子層沉積技術逐漸成為了相關制造領域不可替代的技術。其優勢決定了具有巨大的發展潛力和更加廣闊的應用空間。
原子層沉積技術（ALD）是一種一層一層原子級生長的薄膜制備技術。理想的ALD生長過程，通過選擇性交替，把不同的前驅體暴露于基片的表面，在表面化學吸附并反應而形成沉積薄膜。與傳統的化學氣相沉積技術CVD相比，ALD技術要求嚴格地執行交替脈沖前驅體，避免氣相反應的過程。一個完整的ALD生長循環可以分為四個步驟：

1.脈沖第一種前驅體暴露于基片表面，同時在基片表面對第一種前驅體進行化學吸附
2.惰性載氣吹走剩余的沒有反應的前驅體
3.脈沖第二種前驅體在表面進行化學反應，得到需要的薄膜材料
4.惰性載氣吹走剩余的前驅體與反應副產物
使用者可通過設定循環次數或時間，實現原子級尺度厚度可控的薄膜沉積
技術優勢。
相對于傳統的沉積工藝，ALD技術具有以下明顯的優勢：
? 前驅體是飽和化學吸附，不需要控制反應物流量的均一性
? 沉積參數的高度可控，可實現生成大面積均勻性的薄膜
? 通過控制反應周期數，可簡單精確地以原子層厚度精度，控制薄膜沉積的厚度
? 可廣泛適用于各種形狀的基底
? 優異的臺階覆蓋性，可生成極好的三維保形性化學計量薄膜，
? 優異的均勻性和一致性，可生成密集無針孔狀的薄膜
? 可沉積寬深比達2000:1的結構，對納米孔材料進行沉積
? 可容易進行摻雜和界面修正
? 可以沉積多組份納米薄膜和混合氧化物
? 薄膜生長可在低溫（室溫到400℃）下進行
? 固有的沉積均勻性和小的源尺寸，易于縮放，可直接按比例放大
? 對環境要求包括灰塵不敏感
? 使用與維護成本低
原子層沉積（ALD）包括三種主要沉積模式：
連續模式TM （Flow TM ）、停流模式TM （StopFlow TM ）、壓力調諧模式TM （PreTune TM）
原子層沉積技術由于其沉積參數的高度可控性（厚度；成份和結構），優異的沉積均勻性和一致性，使得其在微納電子學和納米材料等領域具有廣泛的應用潛力。就目前已發表的相關論文和報告顯示，該技術未來的主要應用領域包括：
晶體管柵極介電層
傳統的蒸鍍、濺射、化學氣相沉積技術會產生孔隙和表面層缺陷，而原子層沉積技術能有效的保證厚度的均勻性，重現性好，應力低，化學計量準確，低缺陷密度的非晶結構。除了普通的氧化物外，還可以用來制備高遷移率的異質結構GaAs/AlGaAs，有機晶體管，納米管等。
Intel早在45nm級處理器，應用了ALD方法制備的高k-HfO2晶體管柵極介電層。而Intel最新量產的 32nm級處理器，對于材料的揮發性，輸運方式以及純度等問題更變得更至關重要，ALD技術的優勢和重要性已經更加明顯了。目前Intel和IBM已經同 時宣布使用鉿基材料作為柵極高k絕緣介質，加速CMOS制造工藝的革命。
優點：缺陷少、均一、厚度可控、可形成無定形包覆，可厭氧反應。
應用如：GaAs/AlGaAs等異質結構、晶體管、電子管、HfO2、ZrO2、Al2O3、LaAlO3、GdScO3 等。
LabNano PETM系列是專門為科學研究與工業開發領域的用戶而開發的具有等離子體增強; 離子束輔助沉積功能的原子層沉積系統。相關附件可容易互換，配備多種材料的標準沉積工藝配方，使用及維護成本低。
獨特的腔體和氣路設計專利技術的噴淋式等離子體和前驅體氣體進口以及獨特的穹頂型擴散腔和紡錘形真空腔，讓等離子體和前驅體在反應腔內更加均勻擴散。
原子層沉積專用遠程等離子源原子層沉積專用的ICP遠程等離子體源相對于電容式等離子源具有更高密度的自由基，更溫和的離子能量。消除了等離子體對基片表面薄膜的刻蝕作用，提高了成膜質量與沉積效率。等離子體產生腔采用高純（>99%）氧化鋁，可兼容氟化物在內的多種氣體；鋁制等離子體擴散腔防止腔壁雜質在等離子作用下的析出。

高度集成和靈活性該系統適用于固態、液態、氣態前驅體源。提供4路到6路前驅體源管路供用戶選擇。提供3到5路等離子體配置，配備質量流量計(MFC)，H2,O2, Ar, N2, NH3等氣體可選。采用分子泵使本底真空可以快速達到高真空。基片反應溫度最高達600℃，或更高（選配）；8英寸的樣品尺寸同時兼容小尺寸樣品可滿足絕大多數客戶的科研要求。
獨有的技術優勢：獨有的單面沉積技術。
單面沉積模式TM （ SinglePro TM ）專利技術：

基本技術參數

LabNanoTM系列是專門為科學研究與工業開發領域的用戶而設計的靈活精巧、高度集成的原子層沉積系統。完全符合CE標準。操作界面直觀簡單，初學者容易熟練掌握，配備多種材料的標準沉積工藝配方，使用及維護成本低。
高度集成和靈活性: 該系列適用于固態、液態、氣態前驅體源。提供2路到6路前驅體源管路供用戶選擇。兼容臭氧發生器、氣氛手套箱、大尺寸多片樣品沉積附件等多種選配件。
精確控制與多種沉積模式: 用戶可通過設定循環次數和時間來實現原子級尺度厚度可控的薄膜沉積。包括三種沉積模式：連續模式TM（FlowTM）、停流模式TM（StopFlowTM）、壓力調諧模式TM（PreTuneTM）。可實現高速沉積、對微孔內壁、超高寬深比結構等復雜異型3D結構的沉積。消除CVD效應和前驅體反流對沉積過程的影響。實現在材料物質改性等領域的重要應用。
多種標準沉積工藝配方:我們為客戶提供多種材料的標準沉積工藝配方，包括在不同條件、不同沉積速率下的工藝配方以滿足用戶的需求。
完美的易操作性: 操作界面直觀簡單, 操作者很容易熟練掌握。所有參數（前驅體源溫度、管路溫度、腔體溫度、載氣流量，脈沖時間等）均在計算機操作界面中設定修改，整個沉積過程及狀態參數均實時顯示。所有薄膜沉積模式及工藝配方均可以實現自動存儲調用。包含多重安全保護機制，如過壓保護及出現異常自動關閉ALD閥門防止前驅體泄漏等。
穩定可靠與低使用維護成本:DualOTM氮氣保護的雙O-Ring高溫密封系統，有效隔絕其他氣體滲漏。最緊湊的全部加熱的管路設計和大面積小體積的腔體結構，結合特殊的尾氣處理裝置，把前驅體源的浪費減少到最低，既有效地節約了前驅體的使用量，同時又避免了在管路中的殘留反應和對真空泵的污染所造成的損失。
獨有的技術優勢：氮氣保護的雙O-Ring高溫密封系統，提高膜層質量。
基本技術參數

原子層沉積技術現可以沉積的主要材料包括：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Atomic Layer Deposition原子层沉积技术的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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