等離子體增強(qiáng)原子層沉積(ALD)是一種用于納米技術(shù)和半導(dǎo)體制造的薄膜沉積技術(shù)。等離子 ALD 是標(biāo)準(zhǔn) ALD 技術(shù)的一種變體,,它利用等離子體來增強(qiáng)沉積過程,。
等離子體增強(qiáng)原子層沉積 (ALD) 讓您在材料選擇以及使用等離子工藝在沉積前預(yù)處理(或清潔)表面方面擁有更大的自由度。了解等離子體增強(qiáng)原子層沉積 (ALD) 如何助您更輕松地實(shí)現(xiàn)目標(biāo),。
01
什么是等離子增強(qiáng)原子層沉積 ALD?
與傳統(tǒng)的熱驅(qū)動(dòng) ALD 方法相比,使用等離子體物質(zhì)作為反應(yīng)物可以在處理?xiàng)l件上提供更大的自由度,,并且可以適應(yīng)更廣泛的材料特性,。
等離子輔助 ALD 是一種能量增強(qiáng)型 ALD 方法,目前正日益普及,。在等離子 ALD(也稱為等離子輔助 ALD 或等離子增強(qiáng) ALD)中,,表面在反應(yīng)步驟中暴露于等離子體產(chǎn)生的物質(zhì)中。
02
等離子體 ALD 的工作原理是什么,?
在標(biāo)準(zhǔn) ALD 中,,前驅(qū)體氣體的交變脈沖被引入基板表面。每個(gè)脈沖通過化學(xué)吸附形成單層材料,。該過程是重復(fù)的,,允許對(duì)層厚和成分進(jìn)行精確控制。需要注意的是,,在某些情況下,,使用標(biāo)準(zhǔn) ALD 可能會(huì)導(dǎo)致沉積速率變慢或難以實(shí)現(xiàn)某些材料特性。
當(dāng)?shù)入x子體源被引入 ALD 工藝時(shí),,它有助于激活前驅(qū)體分子并增強(qiáng)表面反應(yīng),,從而提高沉積速率并改善薄膜性能。
03
使用什么類型的等離子體?
等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PE-ALD)中使用的典型等離子體是在 02,、N2和 H2 反應(yīng)氣體或其組合中產(chǎn)生的等離子體,。此類等離子體可以取代 H20 或 NH3 中典型的配體交換反應(yīng),并可用于沉積金屬氧化物,、金屬氮化物和金屬薄膜,。
據(jù)報(bào)道,在NH3和H20等氣體或蒸汽中會(huì)產(chǎn)生等離子體,,其中等離子體和熱ALD表面反應(yīng)也可能同時(shí)發(fā)生,。與熱ALD和其他氣相沉積技術(shù)相比,等離子體輔助ALD在超薄膜沉積方面具有諸多優(yōu)勢(shì)。
在等離子輔助 ALD 工藝過程中,,等離子體物質(zhì)在沉積表面的高反應(yīng)性使得處理?xiàng)l件更加自由,,材料特性范圍也更加廣泛。
04
等離子體增強(qiáng)原子層沉積 (ALD) 的優(yōu)勢(shì)是什么,?
以下是等離子體增強(qiáng) ALD (PE-ALD) 的一些主要優(yōu)勢(shì):
? 在更低的基底溫度下進(jìn)行沉積
由于等離子體物質(zhì)將高反應(yīng)性傳遞到沉積表面,,因此在基板上驅(qū)動(dòng) ALD 表面化學(xué)反應(yīng)所需的熱能較少。等離子體物質(zhì)產(chǎn)生的反應(yīng)性不僅由反應(yīng)性等離子體自由基提供,,還由等離子體鞘層中加速的離子的動(dòng)能決定,。
? 改善材料性能
等離子輔助 ALD 在薄膜密度、雜質(zhì)含量和電子特性方面比熱 ALD 具有更好的材料特性,,由等離子體帶來了更高的反應(yīng)活性,。
? 增加了前軀體和材料的選擇
反應(yīng)性等離子體自由基被輸送至沉積表面,從而可以使用具有較高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性的前驅(qū)體,。PE-ALD 方法在沉積金屬氨化物和金屬等非氧化材料時(shí)也能產(chǎn)生溶液,。
此外,等離子輔助 ALD工藝還可以沉積更多的材料系統(tǒng),,例如,,元素金屬 Ti和 Ta,等離子輔助 ALD 允許選擇更泛的基底材料,,特別是那些對(duì)溫度敏感的材料,。
? 化學(xué)計(jì)量和薄膜成分的良好控制
由于等離子體中的非平衡條件,可以在沉積表面引發(fā)非熱驅(qū)動(dòng)反應(yīng),,從而更好地控制 ALD 表面化學(xué)和薄膜中摻入的物質(zhì),。
因此,等離子體的使用提供了額外的變量來調(diào)整薄膜的化學(xué)計(jì)量和成分,。這包括:
·等離子電源
·工作壓力
·等離子體暴露時(shí)間
·將其他氣體混入等離子體
·偏置電壓
例如,,通過將 N2 添加到由 02 產(chǎn)生的等離子體中,可以相對(duì)簡(jiǎn)單地將 N 原子摻入氧化物薄膜中,。但是如果通過嚴(yán)格的熱驅(qū)動(dòng) ALD 反應(yīng)很難實(shí)現(xiàn)薄膜材料的這種受控?fù)诫s,。
? 沉積速率提高
在某些情況下,由于等離子體的高反應(yīng)性,,等離子體物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生更高密度的反應(yīng)表面位點(diǎn),。因此,這可以帶來更高的單次循環(huán)生長(zhǎng)值,。
等離子體可以快速開啟和關(guān)閉,。這使得等離子體反應(yīng)物能夠快速脈沖,并減少吹掃時(shí)間(取決于氣體在反應(yīng)器中的停留時(shí)間),。
縮短吹掃時(shí)間對(duì)于低溫(室溫至150°)下的金屬氧化物 ALD 尤為重要,,因?yàn)樵跓?ALD 的情況下,,H20 的吹掃需要極長(zhǎng)的吹掃時(shí)間,因此循環(huán)時(shí)間也較長(zhǎng),,更短的循環(huán)時(shí)間對(duì)原子層沉積(ALD)反應(yīng)器的凈產(chǎn)量有顯著的影響,。較高的等離子體反應(yīng)性也具有優(yōu)勢(shì),因?yàn)榕c同等的熱原子層沉積工藝相比,,等離子體輔助原子層沉積的成核延遲更短,。
? 處理功能更加多樣
ALD反應(yīng)器配備等離子源,可對(duì)沉積表面,、沉積膜和反應(yīng)器壁進(jìn)行多種其他原位處理,。等離子體可用于基材預(yù)處理(例如,采用 02等離子體進(jìn)行氧化,,采用 NH3.或 N2等離子體進(jìn)行氨化),、基材清潔、沉積后處理以及反應(yīng)器壁的調(diào)節(jié)和清潔,。
等離子體增強(qiáng)原子層沉積 (ALD) 應(yīng)用于各種行業(yè),,包括半導(dǎo)體制造、太陽能電池,、顯示技術(shù)、微電子和高級(jí)涂層,。當(dāng)需要高質(zhì)量的薄膜時(shí),,以及必須精確控制薄膜特性和成分時(shí),它特別有用,。
產(chǎn)品介紹
Anric Technologies憑借其等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PE-ALD)技術(shù),,為您提供突破性的納米級(jí)薄膜解決方案,驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體,、光電子,、新能源等領(lǐng)域的創(chuàng)新引擎。
型號(hào):AT650P(等離子體增強(qiáng))/AT650T(熱型)
AT650T可在用戶現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)為AT650P
技術(shù)參數(shù):
? 高達(dá)400°C
? 具有高頻率射頻的空心陰極
? 金屬密封線降低了大氣污染的風(fēng)險(xiǎn)
? 前體加熱至185°C(帶選擇性增壓)
? 4前體和多達(dá)4個(gè)有選項(xiàng)的共反應(yīng)物
? 可選:手套箱界面或加載鎖定
? 高達(dá)6英寸或更高的基板
? 靜態(tài)處理模式下可實(shí)現(xiàn)高曝光
選項(xiàng):
? 定制卡盤/鍍層
? QCM(石英晶體微天平)
? 為您的瓶子設(shè)計(jì)氣泡器
? 負(fù)載鎖(或手套箱接口)
? 共反應(yīng)器線(MFC控制)(最多可增加2條)
? 額外加熱前體管線至185攝氏度,,共4條,。
客戶案例
全球100多家用戶,多家重復(fù)購買的用戶:
? 哈佛大學(xué)
? 赫爾辛基大學(xué)(Professor Mikko Ritala and Matti Putkonen)
? 泛林集團(tuán) (LAM) (6臺(tái)以上)
? 牛津大學(xué)(2臺(tái)以上,, Prof Sebastian Bonilla)
? 國(guó)立材料科學(xué)研究所(日本,,多臺(tái))
? 東京大學(xué)(多臺(tái))
? 早稻田大學(xué)(多臺(tái))
? 西北大學(xué)(美國(guó))
? 劍橋大學(xué)(英國(guó))
? 萊斯大學(xué)
? 英屬哥倫比亞大學(xué)(加拿大)
? ENS-Paris(法國(guó)、高等師范學(xué)院)
? 北京量子研究院
? 北京大學(xué)
? 布里斯托大學(xué)(英國(guó))
? 謝菲爾德大學(xué)等等
重復(fù)購買客戶的具體運(yùn)用
1. 早稻田大學(xué) (Waseda University) (日本東京) - 傳感器,、表面改性,、納米壓印光刻、先進(jìn)通孔制造 (AIST) – 日本茨城縣
2. 早稻田大學(xué) (Waseda University) (日本東京) – 系統(tǒng) #2,;類似應(yīng)用,。日本神奈川縣橫濱國(guó)立大學(xué) (Yokohama National University)
3. 國(guó)立材料科學(xué)研究所 (NIMS) #1 (日本茨城縣) - 表面和薄膜中的聲子;原子尺度低維等離激元學(xué);納米材料中的自旋軌道分裂
4. 國(guó)立材料科學(xué)研究所 (NIMS) #2 (日本茨城縣) - 碳納米管中的自旋相關(guān)輸運(yùn),;納米間隙制造和分子輸運(yùn),;石墨烯中的帶隙工程;有機(jī)晶體管
5. 私人公司 (Private Company) (美國(guó)俄勒岡州波特蘭) - TEM 樣品制備,;HfO2, Al2O3, Ta2O5
6. Precision TEM (美國(guó)加利福尼亞州圣克拉拉) - TEM 樣品制備,;HfO2, Al2O3
7. 私人公司 TK (Private Company TK) (日本宮城縣) - TEM 樣品制備
8. 私人公司 (Private Company) (美國(guó)俄勒岡州波特蘭) - TEM 樣品制備;HfO2, Al2O3, Ta2O5
9. 東京大學(xué) (University of Tokyo) (日本) – 先進(jìn) ALD 工藝
10. 東京大學(xué) (University of Tokyo) – 日本東京 – Dr. Onaya
11. 泛林集團(tuán) (LAM Research) – 美國(guó)俄勒岡州圖瓦拉丁 (Tualatin)
12. 泛林集團(tuán) (LAM) 系統(tǒng) #2 – 美國(guó)俄勒岡州圖瓦拉丁
13. 泛林集團(tuán) (LAM) 系統(tǒng) #3 – 美國(guó)俄勒岡州圖瓦拉丁
14. 牛津大學(xué) (University of Oxford) – 英國(guó)牛津 - Prof Sebastian Bonilla
15. 德島大學(xué) (Tokushima University) (日本)
16. 赫爾辛基大學(xué) (University of Helsinki) (芬蘭) Professor Mikko Ritala and Matti Putkonen
17. 應(yīng)用材料公司 (AMAT - Applied Materials) – 美國(guó)
18. 牛津大學(xué) (University of Oxford) (英國(guó)牛津)
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