原子(zǐ)層沈積(jī)(ALD)系(xì)統通過分子(zǐ)層級的(de)逐層沈積(jī)
，實現(xiàn)納米級薄膜(mó)的(de)精准控制(zhì)
。其(qí)核心原理基(jī)於(yú)化學反應(yīng)的(de)“自限性”
，通過交替引入兩種(zhǒng)或(huò)多種(zhǒng)前(qián)驅體(tǐ)
，在基(jī)材表面(miàn)逐層構建薄膜(mó)
。以(yǐ)下為實現(xiàn)納米級薄膜(mó)精准控制(zhì)的(de)3大技術(shù)突(tū)破
：
1. 自限制(zhì)反應(yīng)機制(zhì)
：原子(zǐ)級精度與均勻性的(de)基(jī)石
ALD的(de)核心在於(yú)自限制(zhì)反應(yīng)
，每次沈積(jī)僅添加一個原子(zǐ)層
。具體(tǐ)過程包括
：
前(qián)驅體(tǐ)吸(xī)附 ：將含有目標元素的(de)前(qián)驅體(tǐ)引入反應(yīng)室
，前(qián)驅體(tǐ)分子(zǐ)在基(jī)材表面(miàn)發生化學吸(xī)附
，形(xíng)成(chéng)單分子(zǐ)層
。
吹掃 ：用惰性氣體(tǐ)(如(rú)氮氣或(huò)氬氣)清除(chú)未吸(xī)附的(de)前(qián)驅體(tǐ)和副產物
，確保(bǎo)僅剩化學吸(xī)附的(de)分子(zǐ)
。
反應(yīng)
：引入第二種(zhǒng)前(qián)驅體(tǐ)
，與已(yǐ)吸(xī)附分子(zǐ)發生化學反應(yīng)
，生成(chéng)所需的(de)薄膜(mó)層
，同時釋放(fàng)出氣相副產物
。
循環(huán)重復(fù)
：通過重復(fù)上述步驟
，逐層構建薄膜(mó)
，確保(bǎo)每個循環(huán)的(de)沈積(jī)厚度恆定(dìng)
。
這種(zhǒng)自限制(zhì)反應(yīng)機制(zhì)使(shǐ)得(dé)ALD能(néng)夠在復(fù)雜的(de)三維(wéi)結構上實現(xiàn)均勻沈積(jī)
，台(tái)階覆蓋能(néng)力(Step Coverage)超過95%
，適(shì)用於(yú)高深寬比結構(如(rú)3D NAND存儲(chǔ)器)的(de)制(zhì)造(zào)
。
2. 工藝(yì)參數優化
：提升(shēng)沈積(jī)速率與薄膜(mó)質(zhì)量
ALD的(de)工藝(yì)參數(如(rú)溫度
、壓力
、前(qián)驅體(tǐ)脈衝時間等)對薄膜(mó)的(de)生長速率和質(zhì)量有顯著影(yǐng)響
。通過優化這些參數
，可以(yǐ)實現(xiàn)高效量產與高質(zhì)量薄膜(mó)的(de)平衡
。
溫度控制(zhì)
：ALD通常在較低溫度下進(jìn)行(如(rú)50-350°C)
，以(yǐ)避免高溫對材料的(de)損害
。溫度的(de)精確控制(zhì)可以(yǐ)確保(bǎo)前(qián)驅體(tǐ)的(de)揮發性和反應(yīng)速率
，從而(ér)維(wéi)持自限制(zhì)反應(yīng)的(de)有效性
。
前(qián)驅體(tǐ)選擇(zé)與輸送
：前(qián)驅體(tǐ)的(de)揮發性
、熱穩定(dìng)性和反應(yīng)性需足夠高
，且需與基(jī)材表面(miàn)具有反應(yīng)性
。通過優化前(qián)驅體(tǐ)的(de)輸送系(xì)統(如(rú)蒸汽牽引
、輔(fǔ)助(zhù)載氣等)
，可以(yǐ)確保(bǎo)前(qián)驅體(tǐ)的(de)均勻分布和適(shì)量供給
。
脈衝時間與吹掃時間
：前(qián)驅體(tǐ)脈衝時間和吹掃時間需精確控制(zhì)
，以(yǐ)確保(bǎo)反應(yīng)和去除(chú)副產物
。過短的(de)脈衝時間或(huò)吹掃時間可能(néng)導致雜質(zhì)摻入或(huò)CVD反應(yīng)(即(jí)前(qián)驅體(tǐ)和共反應(yīng)物分子(zǐ)在氣相或(huò)表面(miàn)發生反應(yīng))
，影(yǐng)響薄膜(mó)的(de)保(bǎo)形(xíng)性和均勻性
。
3. 新(xīn)型ALD技術(shù)
：拓展應(yīng)用領域與提升(shēng)效率
隨著技術(shù)的(de)不(bù)斷發展
，新(xīn)型ALD技術(shù)不(bù)斷湧現(xiàn)
，進(jìn)一步拓展了(le)其(qí)應(yīng)用領域並提升(shēng)了(le)沈積(jī)效率
。
空間ALD(Spatial ALD)
：通過分區(qū)控溫設計
，優化反應(yīng)環(huán)境
，避免局(jú)部過熱導致反應(yīng)失控
。空間ALD可以(yǐ)在連(lián)續流動的(de)系(xì)統中實現(xiàn)高效沈積(jī)
，適(shì)用於(yú)大面(miàn)積(jī)制(zhì)造(zào)
。
等離子(zǐ)體(tǐ)增強ALD(PEALD)
：結合等離子(zǐ)體(tǐ)技術(shù)
，增強前(qián)驅體(tǐ)的(de)反應(yīng)活(huó)性
，使(shǐ)得(dé)某些原本不(bù)活(huó)潑的(de)反應(yīng)能(néng)夠在較低溫度下進(jìn)行
。PEALD在制(zhì)備(bèi)高質(zhì)量薄膜(mó)
、處理復(fù)雜結構和提高沈積(jī)速率方(fāng)面(miàn)具有顯著優勢
。
粉末ALD
：針對粉末材料的(de)高比表面(miàn)積(jī)和鬆散堆積(jī)特性 ，採用流化床或(huò)旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器
，利(lì)用氣體(tǐ)流動使(shǐ)粉末持續運動
，增加顆粒(lì)間碰撞幾率
，減少陰影(yǐng)效應(yīng)
，確保(bǎo)沈積(jī)均勻性
。
