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原子層沉積系統(tǒng)能夠應(yīng)用到哪些行業(yè)

點擊次數(shù):2271 更新時間:2021-08-06
  原子層沉積是一種基于氣態(tài)前驅(qū)體在沉積表面發(fā)生化學(xué)吸附的納米薄膜沉積技術(shù),通過自限制性的前驅(qū)體交替飽和反應(yīng)獲得厚度、組分、形貌及結(jié)構(gòu)在納米尺度上高度可控的薄膜。
  在原子層沉積過程中,新一層原子膜的化學(xué)反應(yīng)是直接與之前一層相關(guān)聯(lián)的,這種方式使每次反應(yīng)只沉積一層原子,對薄膜厚度可以精確控制在單個納米級別。該方法對基材不設(shè)限,尤其適用于具有高深寬比或復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的基材。采用ALD制備的薄膜具有高致密性(無針孔)、高保形性及大面積均勻性等優(yōu)異性能,這對薄膜的使用具有重要的實際意義。
  原子層沉積的應(yīng)用行業(yè)
  (1)半導(dǎo)體:根據(jù)摩爾定律,要求半導(dǎo)體器件尺寸不斷減小,而ALD技術(shù)以其優(yōu)異的保型性和均勻性、高的臺階覆蓋率和速率可控性,在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,包括高k電介質(zhì)、電容器、存儲器、二極管和晶體管等。高k電介質(zhì)是一種可取代SiO2作為柵介質(zhì)的材料,它具備良好的絕緣屬性而且可以大幅減少漏電量。ALD是一種較好的可以制備高k電介質(zhì)材料的技術(shù),目前主要包括 TiO2、HfO2、Al2O3三種材料。
  (2)二極管:使用ALD方法制備的二極管表面材料主要有ZnO、ZrO2和Al2O3等。通過ALD法制備的ZnO薄膜,實驗人員測試了其在光電二極管和二極管上的應(yīng)用性能后發(fā)現(xiàn)是可以成功應(yīng)用的。隨后還發(fā)現(xiàn)等離子體增強原子層沉積(PE-ALD)是獲得低摻雜濃度ZnO的關(guān)鍵。國內(nèi)亦有科研人員采用低溫遠程PE-ALD方法制備了 ZrO2/Zr 納米薄膜,實現(xiàn)了柔性有機發(fā)光二極管的有效封裝。此外,ALD還應(yīng)用在晶體管以及其他半導(dǎo)體器件上,如光電結(jié)構(gòu)等。
  (3)電容器:現(xiàn)今不斷增長的能源需求下,促進了能源存儲設(shè)備的需求,其主要包括可充電電池和通常稱為超級電容器的電化學(xué)電容器。而且滿大街都是智能手機等便捷電子設(shè)備的現(xiàn)在,使他們需求。ALD在制備超級電容器方面具有良好的保持性和比較高的充放電循環(huán)穩(wěn)定性。
  (4)存儲器:當(dāng)計算機處理器的技術(shù)節(jié)點進入22納米級時,傳統(tǒng)的閃存技術(shù)受到了限制,這時電阻隨機存取存儲器(RRAM)脫穎而出。這種存儲器單元結(jié)構(gòu)簡單、功耗和制造成本低、可擴展性優(yōu)良和兼容性優(yōu)異。實驗表明,通過ALD技術(shù)制備的具有中間HfOx/AlOy雙層電阻轉(zhuǎn)換膜的電阻轉(zhuǎn)換存儲器具有十分優(yōu)良的電阻轉(zhuǎn)換特性,以及多級數(shù)據(jù)存儲能力和可靠性。
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