Dozviete sa viac o technológii prípravy tenkých filmov Atómovej vrstvy (ALD)

Úvod do bežných techník rastu filmu

(1) Technológia tenkého filmu CVD
Technológia CVD je proces rastu filmu prostredníctvom chemickej reakcie na povrchu substrátu vo vákuovom prostredí a krátky čas procesu a vysoká hustota pripraveného filmu robia CVD technológiu stále viac a viac používanú pri príprave anorganických bariérových vrstiev v procese zapuzdrenia filmu.

0040-02544 horná časť tela, kov DPS

0040-09094 komora 200 mm
(2) Technológia tenkého filmu PECVD
Plazma zvýšená chemická depozícia pary (PECVD) používa plazmu na kompenzáciu nízkej reaktivity spôsobenej reakčnými prekurzormi alebo procesnými teplotami.

(3) Technológia depozície atómovej vrstvy
Podobne ako v technológii CVD, aj depozícia atómovej vrstvy (ALD) je tiež technológia prípravy tenkého filmu založená na chemickej reakcii povrchu substrátu a okrem podobných podmienok rastu filmu sa medzi týmito dvoma procesmi bežne používajú aj niektoré prekurzorové materiály.
Rozdiel je v tom, že technológia CVD si udržuje koexistenciu dvoch prekurzorových materiálov vo vákuovej reakčnej komore a na povrchu substrátu sa vyskytuje chemisorpcia za vzniku tenkého filmu. Povrchová chemická reakcia stanovená technológiou ALD spočíva v tom, že každý prekurzorový materiál sa vyskytuje nezávisle a striedavo, a každý prekurzorový materiál má samostatne obmedzujúce reakčné charakteristiky a zodpovedajúca samoobslužná povrchová reakcia rastie vrstva látky podľa vrstvy na povrchu substrátu vo forme jednej atomickej vrstvy vo forme procesu iného vo forme procesu informácie.
Proces povrchovej reakcie technológie ALD je nepretržitý a obmedzujúci, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Typické procesy ALD často používajú binárne reakčné sekvencie na rast tenkého filmu a dva prekurzory dokončujú svoje príslušné polovičné reakcie postupne na povrchu substrátu, aby sa dosiahol proces ukladania jednosmerného ukladania binárneho zlúčeniny. Aktívne miesto na povrchu substrátu je základom rastu filmov ALD, takže substrát často zavádza aktívne miesto alebo zvyšuje hustotu aktívneho miesta prostredníctvom určitej povrchovej predbežnej liečby pred začatím procesu rastu filmu. Napríklad množstvo hydroxylových skupín (-h) na povrchu substrátu sa môže výrazne zvýšiť pomocou overenskej plazmy (O2 plazma) alebo ULOH).
Binárna reakčná sekvencia zapojená do procesu ALD je rozdelená do štyroch krokov, ako je znázornené na obrázku (B).
Po prvé, prekurzor A sa zavedie do reakčnej komory a aktívne miesto na povrchu substrátu podlieha samostatnej povrchovej reakcii na adsorbovanie jednej atómovej vrstvy a vytvára zodpovedajúce vedľajšie produkty a potom sa celá dutina a potrubie očistia pomocou inertného plynu na vyprázdnenie zvyškového prekurzora A a reakciami pomocou produktov. Ďalej, prekurzor B vstupuje do reakčnej komory a podlieha sebavedomej povrchovej reakcii s aktívnym miestom poskytovaným prekurzorom A, adsorbuje ďalšiu vrstvu monoatomických vrstiev s výrobou vedľajších produktov, a nakoniec AR opäť pôsobí ako čistiaci plyn, aby vylúčil zvyšok, a A. konkurzou A. dokončí rast. Opakujte vyššie uvedený cyklus n krát, aby ste prispôsobili parametre procesu ALD podľa potrieb použitia. Pretože počet aktívnych miest na povrchu substrátu je obmedzený, povrchový materiál nanesený poloreact je tiež obmedzený, čo zodpovedá skutočnosti, že každá povrchová polovica reakcie má svoj vlastný saturačný stav. Ak je každá z dvoch nezávislých povrchových polovičných reakcií obmedzujúca, potom sa tieto dve reakcie môžu vykonať nepretržite, striedavo, aby sa získal proces depozície po vrstve, ktorý je ovládateľný na atómovej úrovni. Proces ALD je regulovaný povrchovými chemickými reakciami, ktoré neprichádzajú do kontaktu v plynnej fáze, pretože povrchové reakcie sú sekvenčné a striedavé, a separácia týchto dvoch inhibuje možný výskyt reakcií plynovej fázy podobnej CVD, čím sa zabráni výskytu produktov častíc na povrchu filmu. Aj keď prekurzorový materiál má reakčné charakteristiky obmedzujúce samostatne, reakcia povrchových aktívnych miest má tiež postupné poradie v dôsledku rôznych prietokov plynu prekurzora. Prekurzory môžu byť fyzicky adsorbované vo forme van der Waalsových síl v oblasti, kde bola povrchová reakcia dokončená a následne desorbovaná z tejto oblasti, pričom naďalej reaguje s inými nezreagovanými povrchovými oblasťami a vytvára konformné ukladanie. Pretože ALD sa vyhýba náhodnosti tokov prekurzorov, vlastná povaha povrchových reakcií tiež vedie k nestatistickému ukladaniu, čo spôsobuje, že každá povrchová polovičná reakcia sa dostane k takmer saturácii. Výsledkom je, že film pestovaný ALD je veľmi hladký a zhodný s pôvodným substrátom. Pretože počas rastu filmu nezostali takmer žiadne povrchovo aktívne miesta, film má tendenciu byť nepretržitý a bez dier. Táto vlastnosť je veľmi dôležitá pre prípravu vynikajúcich dielektrických filmov a filmov vodnej pary.

Aplikácia technológie tenkého filmu ALD

V súčasnosti má technológia ALD skvelé vyhliadky na aplikáciu pri príprave ultra tenkých a ultra-jemných filmov. Typické materiály tenkého filmu, ako sú AL2O3, SIO2 a ZnO, sa používajú v rôznych elektronických odvetviach.
V posledných rokoch sa v technikách mikro\/nanofabrikačných techník, ako je mechanická štruktúra, galvanická izolácia a spojenie, široko používané ukladanie tenkých filmov a manipulácia s komponentmi. Medzinárodný plán rozvoja technológií polovodičov (ITRS) aplikuje technológiu ALD na výrobu vysoko-dialektrických oxidov konštantných konštantných brán v štruktúrach MOSFET a vrstiev bariérovej difúzie medi v prepojeniach back-end. V dôsledku miniaturizovaného usporiadania polovodičového procesu a výslednej vysokej štruktúry pomeru strán produktu sa presná kontrola a konformný povlak technológie depozície tenkého filmu stal kľúčovým technickým požiadavkám a proces ALD poskytuje účinné riešenie tejto požiadavky na toto požiadavky. Ultra tenká filmová forma poskytuje dôležitú technickú podporu pre flexibilné aplikácie produktov. Preto je súčasná technológia ALD v budúcnosti všeobecne považovaná za jednu z účinných metód ochrany optoelektronických zariadení a technológia tenkého filmu založená na ALD ukazuje tenšiu hmotnosť balíka a lepšiu flexibilitu ako existujúce metódy balenia.
Profesor SF Bent zo Stanfordskej univerzity verí, že ALD bude efektívnym riešením problému enkapsulácie tenkého filmu z dôvodu jeho presného a kontrolovateľného rastu v atómovom meradle. V súčasnosti sa uskutočnilo veľa výskumných prác na anorganických materiáloch, ako sú AL2O3, ZRO2, SIO2 a HFO2 pripravené technológiou ALD a vynikajúce výsledky balenia. Avšak, tenké filmy zapuzdrujúce materiály založené na technológii ALD sa zvyčajne dominujú oxidom a existenciou stabilných binárnych väzieb medzi kovovými a oxygenovými atómami v móle MOCKETUS MODULU MODULU MODULU MODUL A filmy bývajú rigidné so zvyšovaním hustoty a hrúbky filmov.

Okrem toho, aby sa uspokojili potreby ukladania s nízkou teplotou, ALD podporovaná plazma (ukladanie atómovej vrstvy v plazme) (PAALD) sa často používa na kompenzáciu nedostatku reaktivity s nízkou teplotou, avšak zavedenie plazmy O2 prináša veľké zvyškové stres do vnútra filmu. Vnútorné vlastnosti anorganických materiálov pripisovaných rastu ALD, ako je nízka ťažnosť, húževnatosť s nízkou zlomeninou a vysoká krehkosť, obmedzujú počas mechanického pohybu trvanlivosť a spoľahlivosť ankapsulačných materiálov.
Podobne ako v technológii ALD, technológia depozície molekulárnych vrstiev (MLD) umožňuje ukladanie vrstvy monovrstiev po vrstve na povrch substrátov a často sa používa na rast organických alebo organických anorganických hybridných materiálov. Je potrebné poznamenať, že v technológii MLD sú často zavedené niektoré organické komponenty a organické alebo organické inorganické hybridné filmy, ktoré sú pripravené, majú vynikajúce mechanické vlastnosti. MLD však často používa organické prekurzory ako jednotku rastu povrchu monovrstvy a organická štruktúra s dlhým reťazcom obsiahnutá v ňom vedie k veľkému molekulárnemu objemu prekurzorového materiálu, ktorý sa ľahko vytvára silónová prekážka na povrchu substrátu počas procesu substrátu počas obdobia, ktoré sú v rozpore s nádychom, a aktívnejšími sa v rámci reakcie na substráciu je obmedzené a na ploche. Film, ktorý má možnosť poskytnúť priepustnú cestu pre environmentálnu vodnú paru, ktorá výrazne ovplyvňuje výkon vodnej pary bariéry filmu.

Príprava monovrstvových a laminovaných filmov

Počas procesov PEALD a MLD, kde sa tlak reakčnej komory udržiava na 0. 25 TORR a vysoká čistota AR (99,999%) s prietokom 100 SCCM sa používa ako nosný plyn a prekurzorový čistiaci plyn, a to tak procesy PALAD aj MLD, ktoré sa vyskytujú v zariadení znázornenom na obrázku nižšie.