原子层沉积技术课件PPT
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✓ 对于某些材料,目前缺乏有效的沉积工艺
Si,Ge,SiO2,某些金属、金属硅化物、多组份氧化物超导体、铁 电材料和硫化物等
✓ 某些沉积过程偏离 ”理想ALD沉积生长”
存在孵化时间,非真正自限生长艺
原子层沉积技术的特点
各种薄膜沉积方法比较
原子层沉积的前驱体、材料及过程
反应的表面饱和性及 “ ALD window ”
ALD制备Al2O3技术”拯救”了磁头工业； TFEL显示器行业是ALD技术发明的诱因,目前仍在生产中广泛使 S磁对i,头于Ge和 某,ST些iOF材2E,L某料显些,目示金前器属缺工、乏业金有中属效A硅L的D化沉技物积术、工的多艺应组用份氧化物超导体、铁电材料和硫化物等 用。 包部背括件景混 的 ：配功AL络能D合和最保物初护前是驱涂由体层芬如兰:科醇学盐家及提环出戊并二用烯于基多金晶属荧有光机材化料合Z物nS:Mn以及非晶Al2O3绝缘膜的研制，这些材料是用于平板显示器。
原子层沉积的基本原则
原子层沉积通过在反应区独自引进具有高反应活性的前驱体， 这些前驱体各含所沉积薄膜的元素， 这种方式使不受控制的 气相反应得以避免。——均匀、 规整， 可控。 通过控制周期数达到精确控制薄膜生长的厚度， 通常薄膜厚度从几个纳米到几个微米。
前驱体:两种或者两种以上，各含所需沉积薄膜的元素， 交替吸附在基片表面，每次只有一种前驱体，彼此独立。 和溅射,蒸发相比,ALD沉积的速率较低 原子层沉积通过在反应区独自引进具有高反应活性的前驱体， 这些前驱体各含所沉积薄膜的元素， 这种方式使不受控制的气相反应得 以避免。
固有的沉积均匀性,易子缩放,可直接按比例放大 原子层沉积的前驱体、材料及过程
微电子领域 不需要控制反应流量的均一性。
部件的功能和保护涂层
1974, Finland, Suntola.
磁头领域 到了20世纪90年代中期，这主要是由于微电子和深亚微米芯片技术的发展要求器件和材料的精细度不断增加，这样所使用材料的厚度
原不—子同—层 的 均沉工匀积艺、技温规术度整发范，展围可需对控要反。解应决模的式问的题影响。 背1一9景7般4： ,的FA沉inLl积aDn速最d, 率初Su是nto1由la埃芬. /C兰y科cle学, 有家时提基出片并表用面于没多有晶形荧成光单材分料子Zn层S:大Mn都以是及因非为晶前A驱l2O体3化绝合缘物膜基的团研的制阴，影这效些应材；料是用于平板显示器。 —无—需均 精匀确、控制规每整次，反可应控的。反应物通量 固原有子的 层沉积均的与匀前普性驱通,体的易、化子材学缩料沉放及积,可过有直程相接似按之比处例。放大 羟 原 —基子—及层均配 沉 匀位 积 、不 的规饱 前整和 驱，体表可、面控材离。料子为 及金 过属 程前躯体的有效反应位点 存温现在度孵 :以通化上常时应是间用20,都非0-在4真0大0正度规自模限生生产长阶艺段. 目和固前溅有可 射 的以,沉蒸沉积发积均相的匀比材性,A,料L易D包子沉括缩积：放的氧,可速化直率物接较，按低氮比化例物放，大氟化物，金属，碳化物，复合结构，硫化物，纳米薄层等。 原某19子些74层 沉 , F沉积inl积过an的程d, 前偏Su驱离nto体”la理、. 想材A料L及D沉过积程生长” 原和中子溅洗层 射 气沉,体蒸积:发冲技相去术比表发,面A展L吸D需附沉要后积解多的决余速的的率问前较题驱低体一一保证每一脉冲在基片表面形成一单分子层;使前驱体彼此在气中目不反应。 原超不子级需层 的 要沉薄控积膜制的均反基匀应性流本及量原则同的质均性一性。 和超原溅级子射 的 层,薄沉蒸膜积发均技相匀术比性发,A展及LD需同沉质要积性解的决速的率问较题低 — 原—子均层匀 沉、 积的 技规前 术整驱 的，体原可、理控材。料及过程 前通原驱过子体 控 层化制沉学周积:期技AL数术D达的工到原艺精理的确成控功制关薄键膜生长的厚度， 通常薄膜厚度从几个纳米到几个微米。
时间:1 秒一几秒， 基于反应设备和过程的设计
温度:通常是200-400度
沉积速率:一般1 埃/周期
原子层沉积简介
原子层沉积技术的原理
通过交替的饱和性的表面反应实现薄膜的自限性生长
➢ 在氧化物生长方面存在普遍流行并被 广泛接受的生长机理
➢ 羟基及配位不饱和表面离子为金属前躯 体的有效反应位点
原子层沉积简介
原子层沉积技术的原理
原子层沉积与普通的化学沉积有相似之处。但是，在原子层沉积 过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的， 这种方式使每次反应只沉积一层原子，因此也称为单原子层沉积。
原子层沉积是在一个加热反应器中的衬底上连续引入至少两种气 相前驱体物种，化学吸附的过程直至表面饱和时就自动终止，适 当的过程温度阻碍了分子在表面的物理吸附。目前可以沉积的材 料包括：氧化物，氮化物，氟化物，金属，碳化物，复合结构， 硫化物，纳米薄层等。原子层沉积技术Fra bibliotek主要内容
原子层沉积简介
原子层沉积的基本原则 原子层沉积技术的特点 原子层沉积的前驱体、材料及过程
原子层沉积简介
原子层沉积技术的原理
原子层沉积(Atomic layer deposition，ALD)又称原子层外延 (atomic layer epitaxy)，原子层沉积是一种基于有序、表面自饱 和反应的化学气相沉积薄膜的方法，它可以实现将物质以单原子 膜形式一层一层的镀在基底表面上。
背景：ALD最初是由芬兰科学家提出并用于多晶荧光材料 ZnS:Mn以及非晶Al2O3绝缘膜的研制，这些材料是用于平板显示 器。由于这一工艺涉及复杂的表面化学过程和低的沉积速度，直 至上世纪80年代中后期该技术并没有取得实质性的突破。到了20 世纪90年代中期，这主要是由于微电子和深亚微米芯片技术的发 展要求器件和材料的精细度不断增加，这样所使用材料的厚度降 低值几个纳米数量级。因此原子层沉积技术的优势就体现出来。
十年历史 (最初Samsung, 随后其它公司). 现在以上应用都在大规模生产阶段.
部件的功能和保护涂层
抗腐蚀涂层以提高部件的机械性能， 如MEMS的膜润滑剂、 摩 擦膜， 高度的表面规整性也使复杂部件的涂层成为可能， 包括 内部的管道和洞穴。
原子层沉积技术的应用
磁头和TFEL显示器工业中ALD技术的应用
降原低子值 层几沉个积纳技米术数的量原级理。
TFEL显示器
部件的功能和保护涂层
光学器件
原子层沉积技术的应用
微电子微电子领域
微电子行业的发展过去及将来仍将是提升ALD生产及研发的驱 动力.
过去的十年间使用ALD制备高K介电层的技术已经被广泛研究 并应用.
Intel 公司使用ALD技术大规模生产 CMOS 晶体管中的栅级 氧化物层. DRAM 工业中使用ALD技术生产电容器介电层(高K材料)已有近
原子层沉积的基本原则
原子层沉积周期
一般的沉积速率是1 埃/Cycle, 有时基片表面没有形成单分子层大 都是因为前驱体化合物基团的阴影效应； 通过控制周期数达到 精确控制薄膜生长的厚度， 通常薄膜厚度从几个纳米到几个微 米。
原子层沉积技术的特点
原子层沉积技术的优势
✓ 精确的膜厚控制 : 由沉积的循环次数决定 ✓ 无需精确控制每次反应的反应物通量 ✓ 超级的薄膜均匀性及同质性 ✓ 大面积沉积及批量生产能力 ✓ 致密, 连续, 均匀且无孔洞缺陷的薄膜 ✓ 高的可重复性及简单直接的扩产工艺 ✓ 原子级的成分控制
原子层沉积的前驱体、材料及过程
不同类型前驱体的选择决定所生长薄膜的特性例 如: 薄膜 ZrO2 的生长
Ref. J. Niinistöet al. Adv. Eng. Mater. 2009
原子层沉积的前驱体、材料及过程
先驱体所需具备的性质
✓ 在沉积温度内自身不分解 ✓ 先驱体必须与基片表面基团产生吸附或者反应 ✓ 与其他先驱体有足够的反应活性，如水 ✓ 不对基片或者生长的薄膜产生刻蚀 ✓ 价格可接受 ✓ 安全及最好无毒性
原子层厚度精度的薄膜 ✓ 对尘埃相对不敏感,薄膜可在尘埃颗粒下生长 ✓ 可广泛适用子各种形状的基底 ✓ 不需要控制反应流量的均一性。
原子层沉积技术的特点
原子层沉积技术发展需要解决的问题
✓ 和溅射,蒸发相比,ALD沉积的速率较低
100nm/h的常见沉积速率
✓ 某些沉积过程,前驱体会引入杂质
杂质含量~0.1at.%
原子层沉积技术的特点
原子层沉积技术的优势
✓ 前驱体是饱和化学吸附,保证生成大面积均匀性的薄膜 ✓ 可生成极好的三维保形性化学计量薄膜,作为台阶覆盖和纳米孔
材料的涂层 ✓ 可轻易通行掺杂和界面修正 ✓ 可以沉积多组份纳米薄片和混合氧化物 ✓ 薄膜生长可在低温(室温~400℃)下进行 ✓ 固有的沉积均匀性,易子缩放,可直接按比例放大 ✓ 可以通过控制反应周期数简单精确地控制薄膜的厚度,形成达到
目前可这以沉种积的机材料理包括同：氧时化物也，氮使化物薄，氟膜化物生，金长属，的碳化过物，程复合除结构了，硫前化物驱，纳体米薄的层等反。 应活性及
1974, Finland, Suntola.
温度敏感外， 对其他参数并不敏感， 如气压等。 原子层沉积技术发展需要解决的问题
一般的沉积速率是1 埃/Cycle, 有时基片表面没有形成单分子层大都是因为前驱体化合物基团的阴影效应； 100nm/h的常见沉积速率 超级的薄膜均匀性及同质性 Si,Ge,SiO2,某些金属、金属硅化物、多组份氧化物超导体、铁电材料和硫化物等 这种机理同时也使薄膜生长的过程除了前驱体的反应活性及温度敏感外， 对其他参数并不敏感， 如气压等。 ——均匀、 规整， 可控。 可广泛适用子各种形状的基底 超级的薄膜均匀性及同质性
a) 如反应具有表面饱和性，前驱体的脉冲长度(脉冲剂量)对生长 速率没有影响，即表面所有位点均被吸附的前驱体分子占据。
b) 不同的工艺温度范围对反应模式的影响。
原子层沉积的前驱体、材料及过程
已报导的使用ALD工艺沉积的材料
原子层沉积的前驱体、材料及过程
精确的膜厚控制 : 由沉积的循环次数决定 致密, 连续, 均匀且无孔洞缺陷的薄膜 和溅射,蒸发相比,ALD沉积的速率较低 原子层沉积的基本原则 沉积速率:一般1 埃/周期 前驱体:两种或者两种以上，各含所需沉积薄膜的元素， 交替吸附在基片表面，每次只有一种前驱体，彼此独立。 原子层沉积技术的原理 现在以上应用都在大规模生产阶段. 原子层沉积技术的优势 不同的工艺温度范围对反应模式的影响。 无需精确控制每次反应的反应物通量 DRAM 工业中使用ALD技术生产电容器介电层(高K材料)已有近十年历史 (最初Samsung, 随后其它公司). 前驱体:两种或者两种以上，各含所需沉积薄膜的元素， 交替吸附在基片表面，每次只有一种前驱体，彼此独立。 DRAM 工业中使用ALD技术生产电容器介电层(高K材料)已有近十年历史 (最初Samsung, 随后其它公司). ALD制备Al2O3技术”拯救”了磁头工业；
在沉积温度内自身不分解 ——均匀、 规整， 可控。
—原—子均 层现匀沉、积技在规术整的，已优可势控经。 发展到多种工业应用，包括
半导体器件的生产。 无需精确控制每次反应的反应物通量
不需要控制反应流量的均一性。
Si,Ge,SiO2,某些金属、金属硅化物、多组份氧化物超导体、铁电材料和硫化物等
目前存在的ALD技术的商业应用领域 中洗气体:冲去表面吸附后多余的前驱体一一保证每一脉冲在基片表面形成一单分子层;使前驱体彼此在气中目不反应。
原子层沉积的前驱体、材料及过程
前驱体化学:ALD工艺的成功关键
包括混配络合物前驱体如: 醇盐及环戊二烯基金属有 机化合物
原子层沉积技术的应用
ALD技术的应用
原子层沉积技术的应用
ALD技术的商业应用是由Suntola和他
的合作者在70年代中期发展起来的，
为了生产薄膜电致发光平板显示器， 致密, 连续, 均匀且无孔洞缺陷的薄膜
原子层沉积简介
原子层沉积技术的原理
前驱体:两种或者两种以上，各含所需沉积薄膜的元素， 交替吸 附在基片表面，每次只有一种前驱体，彼此独立。每种前驱体使 基片表面饱和形成一单分子层。
中洗气体:冲去表面吸附后多余的前驱体一一保证每一脉冲在基 片表面形成一单分子层;使前驱体彼此在气中目不反应。一般是 惰性气体， 如Ar气、N2等。
Si,Ge,SiO2,某些金属、金属硅化物、多组份氧化物超导体、铁 电材料和硫化物等
✓ 某些沉积过程偏离 ”理想ALD沉积生长”
存在孵化时间,非真正自限生长艺
原子层沉积技术的特点
各种薄膜沉积方法比较
原子层沉积的前驱体、材料及过程
反应的表面饱和性及 “ ALD window ”
ALD制备Al2O3技术”拯救”了磁头工业； TFEL显示器行业是ALD技术发明的诱因,目前仍在生产中广泛使 S磁对i,头于Ge和 某,ST些iOF材2E,L某料显些,目示金前器属缺工、乏业金有中属效A硅L的D化沉技物积术、工的多艺应组用份氧化物超导体、铁电材料和硫化物等 用。 包部背括件景混 的 ：配功AL络能D合和最保物初护前是驱涂由体层芬如兰:科醇学盐家及提环出戊并二用烯于基多金晶属荧有光机材化料合Z物nS:Mn以及非晶Al2O3绝缘膜的研制，这些材料是用于平板显示器。
原子层沉积的基本原则
原子层沉积通过在反应区独自引进具有高反应活性的前驱体， 这些前驱体各含所沉积薄膜的元素， 这种方式使不受控制的 气相反应得以避免。——均匀、 规整， 可控。 通过控制周期数达到精确控制薄膜生长的厚度， 通常薄膜厚度从几个纳米到几个微米。
前驱体:两种或者两种以上，各含所需沉积薄膜的元素， 交替吸附在基片表面，每次只有一种前驱体，彼此独立。 和溅射,蒸发相比,ALD沉积的速率较低 原子层沉积通过在反应区独自引进具有高反应活性的前驱体， 这些前驱体各含所沉积薄膜的元素， 这种方式使不受控制的气相反应得 以避免。
固有的沉积均匀性,易子缩放,可直接按比例放大 原子层沉积的前驱体、材料及过程
微电子领域 不需要控制反应流量的均一性。
部件的功能和保护涂层
1974, Finland, Suntola.
磁头领域 到了20世纪90年代中期，这主要是由于微电子和深亚微米芯片技术的发展要求器件和材料的精细度不断增加，这样所使用材料的厚度
原不—子同—层 的 均沉工匀积艺、技温规术度整发范，展围可需对控要反。解应决模的式问的题影响。 背1一9景7般4： ,的FA沉inLl积aDn速最d, 率初Su是nto1由la埃芬. /C兰y科cle学, 有家时提基出片并表用面于没多有晶形荧成光单材分料子Zn层S:大Mn都以是及因非为晶前A驱l2O体3化绝合缘物膜基的团研的制阴，影这效些应材；料是用于平板显示器。 —无—需均 精匀确、控制规每整次，反可应控的。反应物通量 固原有子的 层沉积均的与匀前普性驱通,体的易、化子材学缩料沉放及积,可过有直程相接似按之比处例。放大 羟 原 —基子—及层均配 沉 匀位 积 、不 的规饱 前整和 驱，体表可、面控材离。料子为 及金 过属 程前躯体的有效反应位点 存温现在度孵 :以通化上常时应是间用20,都非0-在4真0大0正度规自模限生生产长阶艺段. 目和固前溅有可 射 的以,沉蒸沉积发积均相的匀比材性,A,料L易D包子沉括缩积：放的氧,可速化直率物接较，按低氮比化例物放，大氟化物，金属，碳化物，复合结构，硫化物，纳米薄层等。 原某19子些74层 沉 , F沉积inl积过an的程d, 前偏Su驱离nto体”la理、. 想材A料L及D沉过积程生长” 原和中子溅洗层 射 气沉,体蒸积:发冲技相去术比表发,面A展L吸D需附沉要后积解多的决余速的的率问前较题驱低体一一保证每一脉冲在基片表面形成一单分子层;使前驱体彼此在气中目不反应。 原超不子级需层 的 要沉薄控积膜制的均反基匀应性流本及量原则同的质均性一性。 和超原溅级子射 的 层,薄沉蒸膜积发均技相匀术比性发,A展及LD需同沉质要积性解的决速的率问较题低 — 原—子均层匀 沉、 积的 技规前 术整驱 的，体原可、理控材。料及过程 前通原驱过子体 控 层化制沉学周积:期技AL数术D达的工到原艺精理的确成控功制关薄键膜生长的厚度， 通常薄膜厚度从几个纳米到几个微米。
时间:1 秒一几秒， 基于反应设备和过程的设计
温度:通常是200-400度
沉积速率:一般1 埃/周期
原子层沉积简介
原子层沉积技术的原理
通过交替的饱和性的表面反应实现薄膜的自限性生长
➢ 在氧化物生长方面存在普遍流行并被 广泛接受的生长机理
➢ 羟基及配位不饱和表面离子为金属前躯 体的有效反应位点
原子层沉积简介
原子层沉积技术的原理
原子层沉积与普通的化学沉积有相似之处。但是，在原子层沉积 过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的， 这种方式使每次反应只沉积一层原子，因此也称为单原子层沉积。
原子层沉积是在一个加热反应器中的衬底上连续引入至少两种气 相前驱体物种，化学吸附的过程直至表面饱和时就自动终止，适 当的过程温度阻碍了分子在表面的物理吸附。目前可以沉积的材 料包括：氧化物，氮化物，氟化物，金属，碳化物，复合结构， 硫化物，纳米薄层等。原子层沉积技术Fra bibliotek主要内容
原子层沉积简介
原子层沉积的基本原则 原子层沉积技术的特点 原子层沉积的前驱体、材料及过程
原子层沉积简介
原子层沉积技术的原理
原子层沉积(Atomic layer deposition，ALD)又称原子层外延 (atomic layer epitaxy)，原子层沉积是一种基于有序、表面自饱 和反应的化学气相沉积薄膜的方法，它可以实现将物质以单原子 膜形式一层一层的镀在基底表面上。
背景：ALD最初是由芬兰科学家提出并用于多晶荧光材料 ZnS:Mn以及非晶Al2O3绝缘膜的研制，这些材料是用于平板显示 器。由于这一工艺涉及复杂的表面化学过程和低的沉积速度，直 至上世纪80年代中后期该技术并没有取得实质性的突破。到了20 世纪90年代中期，这主要是由于微电子和深亚微米芯片技术的发 展要求器件和材料的精细度不断增加，这样所使用材料的厚度降 低值几个纳米数量级。因此原子层沉积技术的优势就体现出来。
十年历史 (最初Samsung, 随后其它公司). 现在以上应用都在大规模生产阶段.
部件的功能和保护涂层
抗腐蚀涂层以提高部件的机械性能， 如MEMS的膜润滑剂、 摩 擦膜， 高度的表面规整性也使复杂部件的涂层成为可能， 包括 内部的管道和洞穴。
原子层沉积技术的应用
磁头和TFEL显示器工业中ALD技术的应用
降原低子值 层几沉个积纳技米术数的量原级理。
TFEL显示器
部件的功能和保护涂层
光学器件
原子层沉积技术的应用
微电子微电子领域
微电子行业的发展过去及将来仍将是提升ALD生产及研发的驱 动力.
过去的十年间使用ALD制备高K介电层的技术已经被广泛研究 并应用.
Intel 公司使用ALD技术大规模生产 CMOS 晶体管中的栅级 氧化物层. DRAM 工业中使用ALD技术生产电容器介电层(高K材料)已有近
原子层沉积的基本原则
原子层沉积周期
一般的沉积速率是1 埃/Cycle, 有时基片表面没有形成单分子层大 都是因为前驱体化合物基团的阴影效应； 通过控制周期数达到 精确控制薄膜生长的厚度， 通常薄膜厚度从几个纳米到几个微 米。
原子层沉积技术的特点
原子层沉积技术的优势
✓ 精确的膜厚控制 : 由沉积的循环次数决定 ✓ 无需精确控制每次反应的反应物通量 ✓ 超级的薄膜均匀性及同质性 ✓ 大面积沉积及批量生产能力 ✓ 致密, 连续, 均匀且无孔洞缺陷的薄膜 ✓ 高的可重复性及简单直接的扩产工艺 ✓ 原子级的成分控制
原子层沉积的前驱体、材料及过程
不同类型前驱体的选择决定所生长薄膜的特性例 如: 薄膜 ZrO2 的生长
Ref. J. Niinistöet al. Adv. Eng. Mater. 2009
原子层沉积的前驱体、材料及过程
先驱体所需具备的性质
✓ 在沉积温度内自身不分解 ✓ 先驱体必须与基片表面基团产生吸附或者反应 ✓ 与其他先驱体有足够的反应活性，如水 ✓ 不对基片或者生长的薄膜产生刻蚀 ✓ 价格可接受 ✓ 安全及最好无毒性
原子层厚度精度的薄膜 ✓ 对尘埃相对不敏感,薄膜可在尘埃颗粒下生长 ✓ 可广泛适用子各种形状的基底 ✓ 不需要控制反应流量的均一性。
原子层沉积技术的特点
原子层沉积技术发展需要解决的问题
✓ 和溅射,蒸发相比,ALD沉积的速率较低
100nm/h的常见沉积速率
✓ 某些沉积过程,前驱体会引入杂质
杂质含量~0.1at.%
原子层沉积技术的特点
原子层沉积技术的优势
✓ 前驱体是饱和化学吸附,保证生成大面积均匀性的薄膜 ✓ 可生成极好的三维保形性化学计量薄膜,作为台阶覆盖和纳米孔
材料的涂层 ✓ 可轻易通行掺杂和界面修正 ✓ 可以沉积多组份纳米薄片和混合氧化物 ✓ 薄膜生长可在低温(室温~400℃)下进行 ✓ 固有的沉积均匀性,易子缩放,可直接按比例放大 ✓ 可以通过控制反应周期数简单精确地控制薄膜的厚度,形成达到
目前可这以沉种积的机材料理包括同：氧时化物也，氮使化物薄，氟膜化物生，金长属，的碳化过物，程复合除结构了，硫前化物驱，纳体米薄的层等反。 应活性及
1974, Finland, Suntola.
温度敏感外， 对其他参数并不敏感， 如气压等。 原子层沉积技术发展需要解决的问题
一般的沉积速率是1 埃/Cycle, 有时基片表面没有形成单分子层大都是因为前驱体化合物基团的阴影效应； 100nm/h的常见沉积速率 超级的薄膜均匀性及同质性 Si,Ge,SiO2,某些金属、金属硅化物、多组份氧化物超导体、铁电材料和硫化物等 这种机理同时也使薄膜生长的过程除了前驱体的反应活性及温度敏感外， 对其他参数并不敏感， 如气压等。 ——均匀、 规整， 可控。 可广泛适用子各种形状的基底 超级的薄膜均匀性及同质性
a) 如反应具有表面饱和性，前驱体的脉冲长度(脉冲剂量)对生长 速率没有影响，即表面所有位点均被吸附的前驱体分子占据。
b) 不同的工艺温度范围对反应模式的影响。
原子层沉积的前驱体、材料及过程
已报导的使用ALD工艺沉积的材料
原子层沉积的前驱体、材料及过程
精确的膜厚控制 : 由沉积的循环次数决定 致密, 连续, 均匀且无孔洞缺陷的薄膜 和溅射,蒸发相比,ALD沉积的速率较低 原子层沉积的基本原则 沉积速率:一般1 埃/周期 前驱体:两种或者两种以上，各含所需沉积薄膜的元素， 交替吸附在基片表面，每次只有一种前驱体，彼此独立。 原子层沉积技术的原理 现在以上应用都在大规模生产阶段. 原子层沉积技术的优势 不同的工艺温度范围对反应模式的影响。 无需精确控制每次反应的反应物通量 DRAM 工业中使用ALD技术生产电容器介电层(高K材料)已有近十年历史 (最初Samsung, 随后其它公司). 前驱体:两种或者两种以上，各含所需沉积薄膜的元素， 交替吸附在基片表面，每次只有一种前驱体，彼此独立。 DRAM 工业中使用ALD技术生产电容器介电层(高K材料)已有近十年历史 (最初Samsung, 随后其它公司). ALD制备Al2O3技术”拯救”了磁头工业；
在沉积温度内自身不分解 ——均匀、 规整， 可控。
—原—子均 层现匀沉、积技在规术整的，已优可势控经。 发展到多种工业应用，包括
半导体器件的生产。 无需精确控制每次反应的反应物通量
不需要控制反应流量的均一性。
Si,Ge,SiO2,某些金属、金属硅化物、多组份氧化物超导体、铁电材料和硫化物等
目前存在的ALD技术的商业应用领域 中洗气体:冲去表面吸附后多余的前驱体一一保证每一脉冲在基片表面形成一单分子层;使前驱体彼此在气中目不反应。
原子层沉积的前驱体、材料及过程
前驱体化学:ALD工艺的成功关键
包括混配络合物前驱体如: 醇盐及环戊二烯基金属有 机化合物
原子层沉积技术的应用
ALD技术的应用
原子层沉积技术的应用
ALD技术的商业应用是由Suntola和他
的合作者在70年代中期发展起来的，
为了生产薄膜电致发光平板显示器， 致密, 连续, 均匀且无孔洞缺陷的薄膜
原子层沉积简介
原子层沉积技术的原理
前驱体:两种或者两种以上，各含所需沉积薄膜的元素， 交替吸 附在基片表面，每次只有一种前驱体，彼此独立。每种前驱体使 基片表面饱和形成一单分子层。
中洗气体:冲去表面吸附后多余的前驱体一一保证每一脉冲在基 片表面形成一单分子层;使前驱体彼此在气中目不反应。一般是 惰性气体， 如Ar气、N2等。