تعرف على تكنولوجيا التحضير للأفلام الرقيقة للطبقة الذرية (ALD)

مقدمة لتقنيات نمو الأفلام الشائعة

(1) تقنية الأفلام الرقيقة CVD
تقنية CVD هي عملية لنمو الفيلم من خلال التفاعل الكيميائي على سطح الركيزة في بيئة فراغ ، ووقت العملية القصير والكثافة العالية للفيلم المعد يجعل تكنولوجيا الأمراض القلبية الوعائية أكثر فأكثر استخدامًا في إعداد طبقات الحاجز غير العضوية في عملية تغليف الفيلم.

0040-02544 الجزء العلوي من الجسم ، DPS Metal

0040-09094 غرفة 200 مم
(2) تقنية فيلم PECVD رقيقة
يستخدم ترسب البخار الكيميائي المحسن في البلازما البلازما للتعويض عن انخفاض التفاعل الناجم عن سلائف التفاعل أو درجات حرارة العملية.

(3) تكنولوجيا ترسب الطبقة الذرية
على غرار تقنية الأمراض القلبية الوعائية ، فإن ترسب الطبقة الذرية (ALD) هو أيضًا تقنية تحضير للأفلام الرفيعة تعتمد على التفاعل الكيميائي لسطح الركيزة ، بالإضافة إلى ظروف نمو أفلام مماثلة ، يتم استخدام بعض مواد السلائف أيضًا بين العمليتين.
الفرق هو أن تقنية CVD تحافظ على تعايش مادتي السلائف في غرفة تفاعل الفراغ ، ويحدث الامتصاص الكيميائي على سطح الركيزة لتشكيل فيلم رفيع. التفاعل الكيميائي السطحي الذي أنشأته تقنية ALD هو أن كل مادة سلائف تحدث بشكل مستقل وتبدو ، وأن كل مادة مقدمة لها خصائص تفاعل ذاتية تحد الذات ، ويزرع السطح الذاتي المقابل للذات ، وتلبية تفاعل السطح الذاتي للطبقة على سطح الركيزة في شكل تردٍ واحد.
عملية التفاعل السطحي لتكنولوجيا ALD مستمرة وتحديد الذات ، كما هو مبين في الشكل أدناه.

غالبًا ما تستخدم عمليات ALD النموذجية تسلسل تفاعل ثنائي لنمو الفيلم الرقيق ، ويكمل السلائفان أنصافهما نصف متتالية على سطح الركيزة لتحقيق عملية ترسب أحادية الطبقة لفيلم مركب ثنائي. يعد الموقع النشط على سطح الركيزة هو أساس نمو أفلام ALD ، وبالتالي فإن الركيزة تقدم في كثير من الأحيان الموقع النشط أو يزيد من كثافة الموقع النشطة من خلال بعض المعالجة السطحية قبل أن تبدأ عملية نمو الفيلم. على سبيل المثال ، يمكن زيادة كمية مجموعات الهيدروكسيل (-لا) على سطح الركيزة بشكل كبير.
ينقسم تسلسل التفاعل الثنائي المشارك في عملية ALD إلى أربع خطوات ، كما هو مبين في الشكل (ب).
أولاً ، يتم إدخال السلائف A في غرفة التفاعل ، ويخضع الموقع النشط على سطح الركيزة لتفاعل السطح ذاتيًا للذات لامتصاص طبقة ذرية واحدة وإنتاج المنتجات الثانوية المقابلة ، وبعد ذلك ، يتم تطهير التجويف وخط الأنابيب بأكمله مع AR الغاز الخامل لتفريغ المقدمة المتبقية A وتفاعل التفاعل. بعد ذلك ، تدخل السلائف B إلى غرفة التفاعل وتخضع لتفاعل السطح ذاتيًا مع الموقع النشط الذي يوفره السلائف A ، ويمتصرة طبقة أخرى من الطبقات الأحادية مع إنتاج المنتجات الثانوية ، وأخيراً ، يعمل AR مرة أخرى على أنه من الغازات التي تتفاعل مع الأداء المتبادل. طبقة من المنتج تكمل النمو. كرر الدورة المذكورة أعلاه N Times لتخصيص معلمات عملية ALD وفقًا لاحتياجات الاستخدام. نظرًا لأن عدد المواقع النشطة على سطح الركيزة محدودة ، فإن المادة السطحية المودعة بالتفاعل شبه محدود أيضًا ، والتي تتوافق مع حقيقة أن كل رد فعل نصف سطح له حالة تشبع خاصة بها. إذا كانت كل من الفصلين نصف السطحي المستقلين في تحديد الذات ، فيمكن إجراء التفاعلين بشكل مستمر ، بالتناوب ، للحصول على عملية ترسب طبقة على حدة للأفلام الرقيقة التي يمكن التحكم فيها على المستوى الذري. يتم التحكم في عملية ALD عن طريق التفاعلات الكيميائية السطحية ، والتي لا تلامس في مرحلة الغاز لأن التفاعلات السطحية متتابعة وبديلة ، وفصل الاثنين يمنع حدوث تفاعلات طور الغاز الشبيهة بالأقص القصفية الكهربائية ، وتجنب ظهور منتجات الجسيمات على سطح الفيلم. على الرغم من أن مادة السلائف لها خصائص رد الفعل ذاتية الحد ، إلا أن تفاعل المواقع النشطة السطحية له أيضًا ترتيب متسلسل بسبب معدلات تدفق الغاز المختلفة في السلائف. قد يتم امتصاص السلائف جسديًا في شكل قوى فان دير فال في المنطقة حيث تم الانتهاء من تفاعل السطح ومن ثم تم امتصاصه من تلك المنطقة ، مع الاستمرار في التفاعل مع مناطق السطح غير المتفاعلة الأخرى وإنتاج ترسبات مطابقة. نظرًا لأن ALD يتجنب العشوائية لتدفقات السلائف ، فإن الطبيعة ذاتية التفاعلات السطحية تؤدي أيضًا إلى ترسب غير مقعدين ، مما يؤدي إلى دفع كل رد فعل نصف سطح إلى القريب. نتيجة لذلك ، فإن الفيلم الذي يزرع ALD سلس للغاية ومتوافق مع الركيزة الأصلية. نظرًا لعدم وجود مواقع نشطة على السطح أثناء نمو الفيلم ، يميل الفيلم إلى أن يكون مستمرًا وخاليًا من الثقب. هذه الخاصية مهمة جدًا لإعداد الأفلام العازلة الممتازة وأفلام حاجز بخار الماء.

تطبيق ALD Thin Film Technology

في الوقت الحاضر ، تتمتع ALD Technology بآفاق تطبيقات رائعة في إعداد الأفلام الرفيعة الفائقة والخطوة. تم استخدام مواد فيلم رقيقة النموذجية مثل AL2O3 و SIO2 و ZnO في مختلف صناعات الإلكترونيات.
في السنوات الأخيرة ، تم استخدام ترسب الأفلام الرفيع ومعالجة المكون على نطاق واسع في تقنيات التصنيع النانوي\/النانو مثل الهيكل الميكانيكي ، والعزلة الجلفانية ، والاتصال. يطبق خريطة طريق تقنية أشباه الموصلات الدولية (ITRs) تقنية ALD على تصنيع أكاسيد البوابة الثابتة العالية في هياكل MOSFET وطبقات حاجز نشر النحاس في الترابط الخلفي. نظرًا للتخطيط المصغر لعملية أشباه الموصلات وهيكل نسبة العرض إلى أعلى إلى ارتفاع المنتجات ، أصبحت التحكم الدقيق والطلاء المطابق لتكنولوجيا ترسب الأفلام الرقيقة مطلبًا فنيًا رئيسيًا ، وتوفر عملية ALD حلاً فعالًا لهذا المطلب. يوفر نموذج الأفلام الرفيع للغاية دعمًا فنيًا مهمًا لتطبيقات المنتجات المرنة. لذلك ، تعتبر تقنية ALD الحالية على نطاق واسع واحدة من طرق الحماية الفعالة للأجهزة الإلكترونية البصرية في المستقبل ، وتظهر تقنية تغليف الأفلام الرقيقة القائمة على ALD وزن حزمة أرق ومرونة أفضل من طرق التغليف الحالية.
يعتقد البروفيسور SF Bent من جامعة ستانفورد أن ALD سيكون حلاً فعالاً لمشكلة تغليف الأفلام الرقيقة بسبب نموه الدقيق الذي يمكن التحكم فيه على النطاق الذري. في الوقت الحاضر ، تم تنفيذ الكثير من الأعمال البحثية على مواد غير عضوية مثل AL2O3 و ZRO2 و SIO2 و HFO2 التي أعدتها تقنية ALD ، ونتائج التغليف الممتازة التي يتم الحصول عليها عادةً ، ومع ذلك ، فإن مواد غلاف الفيلم الرفيعة على أساس تعديل الأزهار المترتبة على التكنولوجيا المتصلة بالهيكل المولد من الأزهار المُعدوء من الأزواج في البنية المولدة من الأزواج في البنية المولدة. تميل الأفلام والأفلام إلى أن تكون صلبة مع زيادة كثافة وسمك الأفلام.

بالإضافة إلى ذلك ، من أجل تلبية احتياجات ترسب درجات الحرارة المنخفضة ، غالبًا ما يتم استخدام ALD بمساعدة البلازما (ترسب الطبقة الذرية المعززة للبلازما) (PEALD) غالبًا للتعويض عن عدم تفاعل درجات الحرارة المنخفضة ، ومع ذلك ، فإن إدخال البلازما O2 يجلب الضغط المتبقي الكبير إلى داخل الفيلم. الخصائص الجوهرية للمواد غير العضوية المنسوبة إلى نمو ALD ، مثل انخفاض الصبغة ، وقوة الكسر المنخفض ، والهشاشة العالية ، تحد من المتانة وموثوقية مواد التغليف غير العضوية أثناء الحركة الميكانيكية.
على غرار تقنية ALD ، تتيح تقنية ترسب الطبقة الجزيئية (MLD) ترسب طبقة أحادية الطبقة حسب الطبقة على سطح الركائز ، وغالبًا ما تستخدم لنمو المواد الهجينة العضوية أو العضوية غير العضوية. تجدر الإشارة إلى أن هناك غالبًا بعض المكونات العضوية التي يتم إدخالها في تقنية MLD ، والأفلام الهجينة العضوية أو العضوية غير العضوية التي يتم إعدادها لها خصائص ميكانيكية ممتازة. ومع ذلك ، فإن MLD غالبًا ما يستخدم السلائف العضوية كوحدة نمو السطح في الطبقة أحادية الطبقة ، والبنية العضوية طويلة السلسلة الواردة فيها تؤدي إلى الحجم الجزيئي الكبير للمادة السلائف ، والتي من السهل تكوين عائقًا شائدًا على سطح السطح المتبقي ، وذلك في المباراة ، وتراجع المتبقية ، واللأي المتبقي ، واللأنيش المتبقي. التي لديها الفرصة لتوفير مسار تخلل لبخار المياه البيئية ، والذي يؤثر بشكل كبير على أداء حاجز بخار الماء للفيلم.

إعداد الأفلام أحادية الطبقة والأفلام المغن

أثناء عمليات Peald و MLD ، حيث يتم الحفاظ على ضغط غرفة التفاعل في 0.