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使用流量和压力控制优化原子层沉积

更新时间:2024-06-26点击次数:123

原子层沉积 (ALD) 是化学气相沉积 (CVD ) 的一个子集,它使用循环沉积循环。与其他类型的 CVD 反应是连续的不同,ALD 反应是在单独的步骤中进行的,因此可以更精确地控制沉积层,甚至可以控制单原子层的厚度。其他 CVD 技术使用生长速率和处理时间来确定层厚度,而 ALD 则通过沉积循环总数来控制层厚度。

 

空间 ALD 和时间 ALDALD 的两种主要类型。在临时 ALD 中,载气和两种(或多种)气体反应物在不同的阶段中相继使用。在空间 ALD 中,基板被移动到单独的生长室中,以便各个反应气体永远不会相互接触。一些 ALD 系统被认为是热系统,而其他系统则被认为是等离子体增强系统。热系统需要更高的工作温度,而等离子体增强 ALD 更适合低温应用,因为反应物是基于等离子体的。ALD 用于制造太阳能电池、纳米结构、微电子器件、生物医学器件、耐腐蚀涂层、金属薄膜、DRAM 电容器、渗透屏障等。

 

ALD 应用需要精确的压力控制以及一致且可重复的载气和反应气体流量,以保持稳定操作。接下来,我们将讨论 Alicat 的质量流量控制器和压力控制器如何在各种 ALD 应用中提供一致、准确和快速的结果。

 

太阳能电池

由于 ALD 采用保形沉积,所有表面均均匀涂覆,因此特别适合太阳能电池结构。ALD 用于制造各种类型的太阳能电池,包括工业硅、薄膜、有机和量子点类型。ALD 对于表面钝化层的形成特别重要。ALD 的应用始于使用 Al 2 O 3的硅太阳能电池构造,其形成的表面钝化层可显着提高硅太阳能电池的效率。

 

为了使 ALD 正常运行,必须在运行条件下小心维持真空压力。Alicat PC 系列压力控制器具有专门设计的功能,用于 ALD 系统的背压调节。这些压力控制器的 He泄漏率仅为 10e -9 atm-cc/sec,控制响应时间为 30 ms,可防止 ALD 沉积室的不当混合和污染。

 

正如在其他 CVD 应用中一样,Alicat MC 系列质量流量控制器提供了更高的气体混合精度,限制了大气气体的污染,这种污染可能会抑制需要纯反应物和载气的 ALD 正常操作。

 

生物医学设备

ALD 用于将各种薄膜沉积到生物医学设备上,例如生物电子学、植入物、生物传感器、药物输送设备、组织工程支架和生物测定设备。由于 ALD 领域的技术进步(例如低温 ALD),现在可以在各种生物医学应用中使用更多的有机基质。

 

Alicat MCV 系列真空气体质量流量控制器包括一个气动强制截止阀,可确保无泄漏,并且对于 98 多种气体和 20 种定制气体,其 NIST 可追踪精度高达读数的 ±0.5% 或满量程的 ±0.1% -定义的气体混合物。

 

半导体

ALD 的另一个应用是半导体制造。摩尔定律解释了晶体管的尺寸如何不断减小,从而使计算机的速度和能力大约每两年就会翻一番。ALD技术发展对于维持摩尔定律很重要。目前,半导体制造使用 ALD 来完成高 k 电介质和减少栅极氧化物厚度等任务。展望未来,ALD 对于使用片材、管材或线材结构的低维半导体非常重要,例如石墨烯、WSe2、碳纳米管和半导体纳米线,这些半导体纳米线使用保形高 k 栅极氧化物涂层来最大限度地减少对低维材料特性的破坏。因此,随着时间的推移,随着不断的研究和扩展,ALD 有望对半导体行业变得更加有用。

 

正如前面提到的 ALD 应用一样,Alicat MCV 系列真空气体质量流量控制器和 PC 系列压力控制器有助于提高半导体制造的可重复性和控制。控制器具有极小密封表面和 0.25 VCRM 配件,可随着时间的推移极大限度地减少泄漏点。

 

金属薄膜

ALD 广泛应用的另一个行业是制造各种金属薄膜,例如用于工具、微电子、屏障和包装的金属薄膜。例如,薯片袋通常采用 ALD 工艺与金属化薄膜进行精加工,以便在储存过程中达到适当的阳光屏蔽和阻隔性能。

 

额外支持

无论您的工艺需要精密度、可重复性、准确度、定制还是自动化,Alicat 的质量流量控制器和压力控制器都能为 ALD 应用提供先进技术、特别的功能和快速的结果。