Sem mjög nákvæmt og stjórnanlegt framleiðsluferli fyrir þunn filmu,atómlagsútfelling(ALD) er notað í vaxandi fjölda forrita. En margir vinir spyrja samt um muninn á milliefnagufuútfelling(CVD) og atómlagsútfelling (ALD). Í dag munum við útskýra frá þremur þáttum: hvarfvirkni, einsleitni og hvarfhitastig.
Atómlagsútfelling (ALD) er þunnfilmuútfellingartækni sem byggir á stöðugri notkun gasfasa efnaferla; Það er undirflokkur efnagufuútfellingar. Flest ALD viðbrögð nota tvö efni sem kallast forefni (einnig þekkt sem hvarfefni). Þessir undanfarar bregðast við efnisyfirborðinu einn af öðrum á röð og sjálftakmarkandi hátt. Með því að útsetja það ítrekað fyrir einstökum forverum sest myndin hægt út. ALD er lykilferli til að framleiða hálfleiðaratæki og hluti af verkfærakistunni til að búa til nanóefni.
Í efnagufuútfellingu (CVD) eru forefni samtímis og stöðugt sett inn í reactor og þessir forefni hvarfast við hvert annað á yfirborði heita undirlagsins. Útfellingarhraði getur verið hærri en ALD, en viðloðun lagsins er léleg, ekki nógu þétt og ójöfn.
Vegna skorts á sjálfvirkni í CVD er einnig ómögulegt að mynda samræmda húð með háu hlutfalli. CVD ferlið veldur miklu minni þykkt en yfirborð undirlagsins vegna lægri styrks forefnis í skurðinum eða holunni. CVD krefst venjulega hærra undirlagshita.
Kostir ALD atómlagsútfellingar
1. Með því að stjórna fjölda útfellingarlota er hægt að stjórna þykkt filmunnar með undir nanómetra nákvæmni, sem sýnir framúrskarandi endurtekningarhæfni.
2. Húðin hefur mjög lágan grófleika og fylgir að fullu sveigju undirlagsins.
3. Fullkomið þrívíddarsamræmi og 100% þrepaþekju: samræmd og slétt húð utan um flöt, gljúp og kornótt sýni að innan.
4. Húðin getur jafnvel vaxið undir rykagnunum á undirlaginu til að koma í veg fyrir að göt komi í ljós.
5. Vegna samgildra tengsla við yfirborðið eða stundum jafnvel skarpskyggni (fjölliður) hefur það framúrskarandi viðloðun. Það festist jafnvel við pólýtetraflúoróetýlen!
6. Auðvelt að stækka hópa (mörg undirlag er hægt að stafla og húða samtímis, með fullkominni einsleitni húðþykktar).
7. Stórt svæði með samræmda þykkt, jafnvel yfir metra stærð.
8. Milt útfellingarferli viðkvæmra hvarfefna krefst venjulega ekki plasma.
9. Breiður ferli gluggi (ónæmir fyrir hitastigi eða forvera skammtabreytingum).
10. Lítill gallaþéttleiki
11. Það getur verið formlaust eða kristallað, allt eftir undirlagi og hitastigi
12. Sérsníddu efniseiginleika með stafrænni stjórn á samlokum, heterostructures, nanólaminötum, blönduðum oxíðum, hallalögum og lyfjanotkun.
13. Staðlaðar og auðvelt að endurtaka formúlur fyrir oxíð, nítríð, málma, hálfleiðara o.fl.
14. Hægt er að húða allar tegundir af hlutum: oblátur, þrívíddarhlutar, filmur, gljúp efni og jafnvel duft allt frá nanómetrum til metra að stærð.
15. Húðunarbúnaðurinn er traustur, endingargóður, auðveldur í notkun og stækkanlegur, án þess að þörf sé á ofurháu lofttæmi. Jafnvel andrúmsloftið ALD er mögulegt.
Skilvirkni atómlagsútfellingarferlis
Eins og kunnugt er, er vaxtarferli atómlagsútfellingar (ALD) tækni nokkuð hægt, sem þarf um 1 sekúndu í hverri lotu fyrir 1 atómlag. Hins vegar eru sum afbrigði mun hraðari, sérstaklega hraðbjartari flæðisreactor (1-5 nm/s) og staðbundinn ALD (1-10 nm/s).
Hins vegar, vegna eðlislægra sjálfstýringareiginleika ALD tækni, er hægt að hlaða þúsundum hvarfefna inn í reactor, sem leiðir til afar hröðum, einsleitum og endurteknum húðunarhraða fyrir hvern íhlut! Að öðrum kosti er hægt að nota rúllu til rúllu ALD, þar sem rúlluhraðinn getur verið mjög hár (miðað við staðbundna ALD) þegar margir húðunarhausar eru notaðir.
En þegar ALD er borið á duft undirlag með mikið sérstakt yfirborðsflatarmál, verður vaxtartími á hverri lotu lengri, jafnvel allt að 1 klukkustund, vegna þess tíma sem þarf til að blása.
Hitastig sem krafist er fyrir atómlagsútfellingu
Í ALD er viðeigandi undirlagshitasvið fyrir útfellingu frá stofuhita til 800 gráður, en mest útfelling á sér stað í kringum 100-200 gráður. Þegar hitastigið er yfir 100 gráður C gufar vatnsgufa, sem venjulega er notuð sem eitt hvarfefnanna, hratt upp frá undirlagi og veggjum. Því að nota hitastig yfir 100 gráður C mun leiða til hraðari hringrásar milli forvera.
Við háan hita geta ákveðin efni náð epitaxial vexti. Ef útfellda lagið passar við kristalsbyggingu undirlagsins, getur myndast ein kristalhúð, sem kallast atómlagsepitaxy!
Húðunargerðir studdar af atómlagsútfellingu
1. Oxíð: Al2O3,CaO,CuO,Er2O3,Ga2O3, HfO2,La2O3,MgO,Nb2O5,Sc2O3,SiO2,Ta2O5,TiO2,VXOY,Y2O3,Yb2O3,ZnO Bíddu;
2. Nítríð: AlN, GaN, TaNX, TiAlN, TiNX, osfrv;
3. Karbíð: TaC, TiC, osfrv;
4. Málmar: Ir, Pd, Pt, Ru, osfrv;
5. Súlfíð: ZnS, SrS, osfrv;
6. Flúoríð: CaF2, LaF3, MgF2, SrF2, osfrv;
7. Lífefni: Ca10 (PO4) 6 (OH) 2 (hýdroxýapatít), osfrv;
8. Fjölliður: PMDA-DAH, PMDA-ODA, osfrv;
ALD er einnig hægt að nota til að dópa og blanda mismunandi mannvirki til að mynda lífræna málmblendinga.
Möguleikar ALD halda áfram að stækka
Til dæmis, mjög efnilegur umsókn er útfelling sértækra svæða með því að nota núverandi sértækar himnur. Vísindamenn eru nú að þróa aðferðir til að koma fyrir málmum og dielectrics á tilteknum stöðum, sem er í meginatriðum önnur grafísk nálgun.
Sértækni hefur orðið mikilvægasti himnueiginleikinn í fyrsta skipti og skiptir sköpum fyrir samþættingu 5nm til 3nm tæknihnúta. ALD er einnig kannað til að bæta umfangsstjórnun eða til að samræma ný mynstur nákvæmlega við núverandi mynstur.
Sérhver frávik eða misjöfnun á rafsnertum á neðri stigi mun draga úr leiðni og hafa neikvæð áhrif á afköst flíssins.
Búist er við að lotulagatækni muni gegna sífellt mikilvægara hlutverki við að efla háþróaða hálfleiðaraframleiðslu. Sem tæknilegur lykilstuðningur mun ALD halda áfram að þróast og vera samþætt í næstu kynslóð tækja til að takast á við áskoranir nýrra mannvirkja og stærðarstærðar.
