ترسيب الطبقة الذرية (ALD) ، المعروف أيضًا باسم epitaxy الطبقة الذرية (ALE) ، هو تقنية تحضير غشاء رقيق على نطاق ذري. يمكنها إيداع أغشية رفيعة للغاية بسمك موحد وسماكة يمكن التحكم فيها وتركيب قابل للتعديل. مع تطور تكنولوجيا النانو والإلكترونيات الدقيقة لأشباه الموصلات ، يتم تقليل متطلبات حجم الأجهزة والمواد بشكل مستمر ، ويتم زيادة نسبة العرض إلى الارتفاع في هيكل الجهاز باستمرار ، مما يتطلب تقليل سماكة المواد المستخدمة لترتيب عشرة نانومتر إلى عدة نانومتر. أصبحت تقنية ترسيب الطبقة الذرية تدريجياً تقنية لا يمكن الاستغناء عنها في مجالات التصنيع ذات الصلة. تحدد مزاياها أن لديها إمكانات تطوير ضخمة ومساحة تطبيق أوسع. رقائق السيليكون المعدنيبواسطة ALD يمكن توفيرها بواسطة PAM-XIAMEN.
1. مبدأ العمل لتكنولوجيا ترسيب الطبقة الذرية
تشير تقنية ترسيب الطبقة الذرية إلى طريقة تشكيل أغشية رقيقة عن طريق تبديل نبضات السلائف الغازية في غرفة التفاعل وتفاعل الامتزاز الكيميائي في المرحلة الغازية الصلبة على سطح الركيزة المترسبة. كما هو مبين في الشكل 1 ، تتكون عملية ترسيب الطبقة الذرية من تفاعلين نصفين A و B في أربع خطوات أولية:
1) السلائف تفاعل الامتزاز النبضي ؛
2) تطهير المواد المتفاعلة الزائدة والمنتجات الثانوية بغاز خامل ؛
3) تفاعل الامتزاز النبضي B السلائف ؛
4) يتم تطهير المواد المتفاعلة الزائدة والمنتجات الثانوية بواسطة الغاز الخامل ، ثم يتم تعميمها بالتسلسل لتحقيق نمو طبقة تلو طبقة للغشاء الرقيق على سطح الركيزة.
الشكل 1. مبدأ عمل ALD
يمكن ترسيب مجموعة متنوعة من المواد عن طريق ترسيب الطبقة الذرية ، مثل:
الأكاسيد: بما في ذلك HfO2 ، HfSiO ، Al2O3 ، Ta2O5 ، TiO2 ، La2O3 ، SiO2 ، ZnO
نيتريد ، بما في ذلك TiN و TaN و AlN و SiNx و HfN
المعادن ، بما في ذلك Ru ، Cu ، W ، Mo
2. مقارنة بين ALD و PVD و CVD
بالمقارنة مع تقنية تحضير الأغشية الرقيقة التقليدية ، فإن تقنية ترسيب الطبقة الذرية لها مزايا واضحة. الطرق الكيميائية التقليدية للمحلول والطرق الفيزيائية مثل الرش أو التبخر (PVD) ليست مناسبة للترسيب وتشكيل الفيلم على سطح ركائز معقدة ثلاثية الأبعاد بسبب نقص التحكم في السطح أو وجود مناطق ظل متناثرة. تتطلب طريقة ترسيب البخار الكيميائي (CVD) تحكمًا صارمًا في انتشار السلائف وتوحيد درجة حرارة غرفة التفاعل ، ومن الصعب تلبية متطلبات توحيد الأغشية الرقيقة والتحكم الدقيق في السماكة. في المقابل ، تعتمد تقنية ALD على تفاعلات الامتزاز ذاتية التشبع والتشبع السطحي ، ولها تحكم في السطح. يتم ترسيب السطح السفلي لتشكيل الأفلام ، مع ضمان التحكم الدقيق في سماكة الفيلم أحادي الطبقة. لذلك ، تستخدم تقنية ALD على نطاق واسع في الإلكترونيات الدقيقة والطاقة والمعلومات وغيرها من المجالات.
الشكل 2. مقارنة بين ALD و PVD و CVD وما إلى ذلك
3. التطبيقات الأساسية لتكنولوجيا ترسيب الطبقة الذرية
لا ينفصل تطوير تقنية ترسيب الطبقة الذرية عن صعود صناعة أشباه الموصلات. مع التحسين المستمر لتكامل الرقائق ، يستمر حجم المكونات المختلفة في الانكماش ، وقد دخلت العقدة التكنولوجية لصناعة أشباه الموصلات في عصر النانو. طرح الأشخاص أيضًا متطلبات أعلى وأعلى لتقنية إعداد الأغشية الرقيقة على نطاق النانو المتوافقة مع تقنية أشباه الموصلات. تشمل التطبيقات الرئيسية لتقنية ALD ما يلي:
1) عازل بوابة الترانزستور (عالي k) وإلكترود ميتالجيت ؛
2) الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (ممس) ؛
3) المواد والأجهزة الإلكترونية الضوئية ؛
4) حاجز انتشار الربط البيني للدوائر المتكاملة ؛
5) شاشة عرض مسطحة (مثل مادة الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوي ، OLED) ؛
6) طبقة حاجز الاتصال البيني ؛
7) ربط طبقة البذور ترسيب الطلاء الكهربائي للنحاس ؛
8) طبقة عازلة DRAM ، MRAM ؛
9) مكثف مدمج ؛
10) رأس التسجيل الكهرومغناطيسي.
11) أنواع مختلفة من الأغشية الرقيقة (<100 نانومتر).
لمزيد من المعلومات ، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكتروني على victorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.