【高斯摩分享】什么是ALD設備？

ALD（沉積）設備是利用原子層沉積形成納米級薄膜的設備。

由于薄膜是按原子逐層形成的，因此具有精確的膜厚可控性和精確的階梯涂布性能。但缺點是成膜速度慢。

ALD成膜中使用了許多有機金屬材料，但其中許多材料對人體有負面影響，并且高度易燃。處理需要專業知識和極其小心。

ALD設備的應用

ALD設備常用于半導體生產工藝、FPD生產工藝等。近年來，這項技術已成為DRAM生產中的一部分。以下是使用ALD裝置形成的薄膜的例子。

1.柵極氧化膜

形成FET等晶體管時必需的具有高介電常數的薄膜。主要采用Al2O3、ZrO2等氧化膜。

2.阻隔膜

有時將通過ALD形成的氮化膜稱為阻擋膜。用于防止Cu布線材料等過渡金屬的擴散，防止布線周圍的金屬污染和絕緣劣化。

3. 防傳播膜

防止水分滲透到樹脂基材和有機EL面板的薄膜。通過防止異物滲透，有助于保持質量和延長使用壽命。

如上所述，它多用于工業，但也可以應用于生物醫學行業。典型的例子包括人造關節和人造骨骼，其中在人造金屬骨骼上形成生物相容性膜以防止排斥。它還用于包裹藥物以調整其功效。

ALD設備原理

ALD設備配備有不銹鋼或鋁制成的真空室，由原料氣體供給部分、排出原料氣體的排氣部分以及控制過程的控制單元組成。

充當前體的有機金屬材料稱為前體。首先，將前體引入真空室并吸附到基板的表面上。之后，將腔室抽真空一次以去除多余的前驅體，然后氧化和氮化以形成薄膜。

一個原子層在一個循環中形成，并且可以通過多次重復該循環來沉積薄膜。由于膜厚根據循環次數而變化，因此具有膜厚控制性高的特點。吹掃工藝在ALD成膜過程中也非常重要，因為腔室中殘留的不同前驅體和氧化源會對薄膜質量產生負面影響。

為了提高沉積效率，可以加熱基底或等離子體輔助基底。加熱法稱為熱ALD，等離子體輔助法稱為等離子體ALD。