ALD（沉積）設(shè)備是利用原子層沉積形成納米級(jí)薄膜的設(shè)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(diǎn)是成膜速度慢。

ALD成膜中使用了許多有機(jī)金屬材料，但其中許多材料對(duì)人體有負(fù)面影響，并且高度易燃。處理需要專業(yè)知識(shí)和極其小心。

ALD設(shè)備的應(yīng)用

ALD設(shè)備常用于半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝、FPD生產(chǎn)工藝等。近年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)已成為DRAM生產(chǎn)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(shí)必需的具有高介電常數(shù)的薄膜。主要采用Al2O3、ZrO2等氧化膜。

2.阻隔膜

有時(shí)將通過(guò)ALD形成的氮化膜稱為阻擋膜。用于防止Cu布線材料等過(guò)渡金屬的擴(kuò)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(shù)脂基材和有機(jī)EL面板的薄膜。通過(guò)防止異物滲透，有助于保持質(zhì)量和延長(zhǎng)使用壽命。

如上所述，它多用于工業(yè)，但也可以應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)行業(yè)。典型的例子包括人造關(guān)節(jié)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(diào)整其功效。

ALD設(shè)備原理

ALD設(shè)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(guò)程的控制單元組成。

充當(dāng)前體的有機(jī)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(qū)體，然后氧化和氮化以形成薄膜。

一個(gè)原子層在一個(gè)循環(huán)中形成，并且可以通過(guò)多次重復(fù)該循環(huán)來(lái)沉積薄膜。由于膜厚根據(jù)循環(huán)次數(shù)而變化，因此具有膜厚控制性高的特點(diǎn)。吹掃工藝在ALD成膜過(guò)程中也非常重要，因?yàn)榍皇抑袣埩舻牟煌膀?qū)體和氧化源會(huì)對(duì)薄膜質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)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。