Ce que vous devez savoir sur le dépôt de couche atomique (ALD)

Ce que vous devez savoir sur le dépôt de couche atomique (ALD)

Le dépôt de couche atomique (ALD), également connu sous le nom d'épitaxie de couche atomique (ALE), est une technologie de préparation de couches minces à l'échelle atomique. Il peut déposer des films ultra-minces avec une épaisseur uniforme, une épaisseur contrôlable et une composition ajustable. Avec le développement de la nanotechnologie et de la microélectronique à semi-conducteurs, les exigences de taille des dispositifs et des matériaux sont continuellement réduites, et le rapport d'aspect dans la structure du dispositif est continuellement augmenté, ce qui nécessite que l'épaisseur des matériaux utilisés soit réduite de l'ordre de dix nanomètres à plusieurs nanomètres. La technologie de dépôt de couche atomique est progressivement devenue une technologie irremplaçable dans les domaines de fabrication connexes. Ses avantages déterminent qu'il a un potentiel de développement énorme et un espace d'application plus large. Plaquettes de silicium métalliquepar ALD peut être fourni par PAM-XIAMEN.

1. Principe de fonctionnement de la technologie de dépôt de couche atomique

La technologie de dépôt de couche atomique fait référence à un procédé de formation de films minces en alternant des impulsions de précurseurs en phase gazeuse dans la chambre de réaction et une réaction d'adsorption chimique en phase gaz-solide sur la surface du substrat de dépôt. Comme le montre la figure 1, le processus de dépôt de couche atomique consiste en deux demi-réactions A et B en quatre étapes élémentaires :

1) Précurseur Une réaction d'adsorption pulsée ;

2) Purge des réactifs en excès et des sous-produits avec un gaz inerte ;

3) Réaction d'adsorption pulsée du précurseur B;

4) Les réactifs en excès et les sous-produits sont purgés par le gaz inerte, puis mis en circulation en séquence pour réaliser la croissance couche par couche du film mince à la surface du substrat.

principe de fonctionnement du dépôt de couche atomique

Figure 1. Principe de fonctionnement de l'ALD

Une grande variété de matériaux peuvent être déposés par dépôt de couche atomique, tels que :

Oxydes : dont HfO2, HfSiO, Al2O3, Ta2O5, TiO2, La2O3, SiO2, ZnO

Nitrure, y compris TiN, TaN, AlN, SiNx, HfN

Métaux, y compris Ru, Cu, W, Mo

2. Comparaison des ALD, PVD et CVD

Par rapport à la technologie traditionnelle de préparation de couches minces, la technologie de dépôt de couche atomique présente des avantages évidents. Les méthodes chimiques en solution traditionnelles et les méthodes physiques telles que la pulvérisation ou l'évaporation (PVD) ne conviennent pas au dépôt et à la formation de film sur la surface de substrats complexes tridimensionnels en raison du manque de contrôle de surface ou de l'existence de zones d'ombre pulvérisées. La méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) nécessite un contrôle strict de la diffusion du précurseur et de l'uniformité de la température de la chambre de réaction, et il est difficile de répondre aux exigences d'uniformité du film mince et de contrôle précis de l'épaisseur. En revanche, la technologie ALD est basée sur des réactions d'adsorption d'auto-limitation et d'auto-saturation de surface, et a un contrôle de surface. La surface inférieure est déposée pour former des films, tout en assurant un contrôle précis de l'épaisseur du film sous-monocouche. Par conséquent, la technologie ALD est largement utilisée dans la microélectronique, l'énergie, l'information et d'autres domaines.

Comparaison d'ALD, PVD, CVD et ainsi de suite

Figure 2. Comparaison d'ALD, PVD, CVD, etc.

3. Applications de base de la technologie de dépôt de couche atomique

Le développement de la technologie de dépôt de couche atomique est indissociable de l'essor de l'industrie des semi-conducteurs. Avec l'amélioration continue de l'intégration des puces, la taille de divers composants continue de diminuer et le nœud technologique de l'industrie des semi-conducteurs est entré dans l'ère nano. Les gens ont également mis en avant des exigences de plus en plus élevées pour la technologie de préparation de couches minces à l'échelle nanométrique compatible avec la technologie des semi-conducteurs. Les principales applications de la technologie ALD comprennent :

1) Diélectrique de grille de transistor (k élevé) et électrode de grille métallique ;

2) Systèmes micro-électromécaniques (MEMS);

3) Matériaux et dispositifs optoélectroniques ;

4) Barrière de diffusion d'interconnexion de circuits intégrés ;

5) Affichage à écran plat (par exemple, matériau de diode électroluminescente organique, OLED);

6) couche barrière d'interconnexion ;

7) Interconnectez la couche de germe de dépôt de galvanoplastie de cuivre ;

8) DRAM, couche diélectrique MRAM ;

9) Condensateur intégré ;

10) Tête d'enregistrement électromagnétique ;

11) Différents types de couches minces (<100nm).

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