Атомно-слоевое осаждение (ALD), также известное как атомно-слоевая эпитаксия (ALE), представляет собой технологию получения тонких пленок атомарного масштаба. Он может наносить ультратонкие пленки с одинаковой толщиной, регулируемой толщиной и регулируемым составом. С развитием нанотехнологий и полупроводниковой микроэлектроники требования к размерам устройств и материалов постоянно снижаются, а соотношение сторон в структуре устройств постоянно увеличивается, что требует уменьшения толщины используемых материалов с порядка десяти нанометров до нескольких. нанометры. Технология атомно-слоевого осаждения постепенно стала незаменимой технологией в смежных областях производства. Его преимущества определяют огромный потенциал развития и более широкое применение. Металлические кремниевые пластиныALD может быть предоставлен PAM-XIAMEN.
1. Принцип работы технологии атомно-слоевого осаждения
Технология атомно-слоевого осаждения относится к методу формирования тонких пленок путем чередования импульсов газофазных прекурсоров в реакционную камеру и реакции химической адсорбции газа-твердой фазы на поверхности подложки для осаждения. Как показано на рисунке 1, процесс осаждения атомарного слоя состоит из двух полуреакций A и B в четыре элементарных этапа:
1) Реакция импульсной адсорбции предшественника А;
2) продувка излишков реагентов и побочных продуктов инертным газом;
3) Реакция импульсной адсорбции предшественника В;
4) Избыток реагентов и побочных продуктов продувают инертным газом, а затем последовательно циркулируют для осуществления послойного роста тонкой пленки на поверхности подложки.
Рисунок 1. Принцип работы ALD
С помощью атомно-слоевого осаждения можно наносить самые разные материалы, например:
Оксиды: в том числе HfO2, HfSiO, Al2O3, Ta2O5, TiO2, La2O3, SiO2, ZnO
Нитриды, включая TiN, TaN, AlN, SiNx, HfN
Металлы, включая Ru, Cu, W, Mo
2. Сравнение ALD, PVD и CVD
По сравнению с традиционной технологией подготовки тонких пленок технология атомно-слойного осаждения имеет очевидные преимущества. Традиционные химические методы растворов и физические методы, такие как напыление или испарение (PVD), не подходят для осаждения и формирования пленки на поверхности трехмерных сложных подложек из-за отсутствия контроля поверхности или наличия теневых областей распыления. Метод химического осаждения из паровой фазы (CVD) требует строгого контроля диффузии прекурсора и однородности температуры в реакционной камере, и трудно выполнить требования однородности тонкой пленки и точного контроля толщины. Напротив, технология ALD основана на поверхностных самоограниченных и самонасыщающихся реакциях адсорбции и имеет поверхностный контроль. Нижняя поверхность осаждается для формирования пленки, при этом обеспечивая точный контроль толщины субмонослойной пленки. Поэтому технология ALD широко используется в микроэлектронике, энергетике, информации и других областях.
Рис. 2. Сравнение ALD, PVD, CVD и т. д.
3. Основные области применения технологии атомно-слоевого осаждения
Развитие технологии осаждения атомных слоев неотделимо от развития полупроводниковой промышленности. С постоянным улучшением интеграции микросхем размеры различных компонентов продолжают сокращаться, и технологический узел полупроводниковой промышленности вступил в эру нанотехнологий. Люди также выдвигают все более высокие требования к технологии подготовки тонких нанопленок, совместимой с полупроводниковой технологией. Основные области применения технологии ALD включают:
1) диэлектрик затвора транзистора (high-k) и электрод металлзатвора;
2) Микроэлектромеханические системы (МЭМС);
3) Оптоэлектронные материалы и устройства;
4) диффузионный барьер межсоединений интегральных схем;
5) Плоский дисплей (например, органический светоизлучающий диод, OLED);
6) барьерный слой межсоединений;
7) Затравочный слой гальванического покрытия медью межсоединений;
8) диэлектрический слой DRAM, MRAM;
9) встроенный конденсатор;
10) Электромагнитная записывающая головка;
11) Различные типы тонких пленок (<100 нм).
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресу victorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.