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原子层沉积 (ALD) 及前驱体材料概述

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• ALD 概述
• 原子层沉积 (ALD) 能够实现原子级的精确控制。
• 原子层沉积 (ALD) 的原理与化学气相沉积 (CVD) 相似，区别只是 ALD 反应将 CVD 反应分为两个半反应，在反应过程中保持前体材料分离。
• 这通过特殊前体蒸汽的后续脉冲实现，每个后续脉冲在每个脉冲（反应周期）中形成大约一个原子层。然后重复反应周期，直到达到所需的膜厚度，而化学气相沉积则是同时引入多种前体材料。
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• ALD 优势
• 与其他方法相比，原子后期沉积法在薄膜沉积方面最显著的优势体现在四个方面：膜保形性、低温处理、化学测量控制以及与原子层沉积 (ALD)机制的自限性和自组装性有关的固有薄膜质量，ALD 特别适用于具有超高纵横比形貌的涂层表面，以及需要具有高质量界面技术的多层膜的表面。
• 适用于高度可控薄膜的原子层沉积 (ALD)
• ·基于自限的膜厚度，自组装行为，带纳米级控制
• ·多组分膜的化学测量控制
• ·在超大区域可扩展的薄膜/工艺
• ·卓越的可重复性
• ·宽工艺窗口（相对于温度或前体剂量变化）
• ·低缺陷密度
• ·根据基质和温度的非晶态或晶体膜类型
• ·多层涂层、异质结构、纳米氨酸盐、混合氧化物、分级索引层和掺杂的精细控制
• ·适用于氧化物、氮化物、金属和半导体的标准配方.
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• ALD材料
  
  
   
• 前驱体容器

• ALD元素

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• ALD材料

• ALD前驱体材料应用
   

• ALD工艺Recipe举例

TiN deposition (ALD CHAMBER)

• Recipe name: CH3-TDMAT+400W/12N*/4H*-300C
  • TiN deposition rate ~ 0.7A/cyc
  • Conductivity data: (to be added)
  • Uses Plasma of N2 & H2 gases.
  • Temperatures: 300°C (std.), 200°C
• Recipe name: CH3-TDMAT+100W/N*-300C
  • Uses Plasma of N2 only
  • Temperatures: 300°C (std.), 200°C
• Recipe name: CH3-TDMAT+100W/NH3*-300C
  • Uses Plasma of NH₃ only
  • Temperatures: 300°C (std.), 200°C

ZrO₂ deposition (ALD CHAMBER)

• Recipe name: CH3-TEMAZ+H2O-300C ("Thermal")
  • ZrO₂ deposition rate ~ 0.9-1.0A/cyc
  • Not directly characterized since results are basically the same as the HfO₂ process above.
  • Temperature variations: 300°C (std.), 200°C
• Recipe name: CH3-TEMAZ+250W/O*-300C ("Plasma")
  • Uses Oxygen plasma reactant instead of H₂O
• Recipe name: CH3-TEMAZ+O3/100mT-300C ("Ozone")
  • Uses Ozone (O₃) for reactant instead of H₂O
  • Requires Ozone generator to be turned on - ask supervisor