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更新時間：2025-06-24
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等離子體增強原子層沉積（ALD）是一種用于納米技術和半導體制造的薄膜沉積技術。等離子 ALD 是標準 ALD 技術的一種變體，它利用等離子體來增強沉積過程。
等離子體增強原子層沉積 (ALD) 讓您在材料選擇以及使用等離子工藝在沉積前預處理（或清潔）表面方面擁有更大的自由度。了解等離子體增強原子層沉積 (ALD) 如何助您更輕松地實現目標。
01
什么是等離子增強原子層沉積 ALD?
與傳統的熱驅動 ALD 方法相比，使用等離子體物質作為反應物可以在處理條件上提供更大的自由度，并且可以適應更廣泛的材料特性。
等離子輔助 ALD 是一種能量增強型 ALD 方法，目前正日益普及。在等離子 ALD(也稱為等離子輔助 ALD 或等離子增強 ALD)中，表面在反應步驟中暴露于等離子體產生的物質中。
02
等離子體 ALD 的工作原理是什么？
在標準 ALD 中，前驅體氣體的交變脈沖被引入基板表面。每個脈沖通過化學吸附形成單層材料。該過程是重復的，允許對層厚和成分進行精確控制。需要注意的是，在某些情況下，使用標準 ALD 可能會導致沉積速率變慢或難以實現某些材料特性。
當等離子體源被引入 ALD 工藝時，它有助于激活前驅體分子并增強表面反應，從而提高沉積速率并改善薄膜性能。
03
使用什么類型的等離子體?
等離子體增強原子層沉積(PE-ALD)中使用的典型等離子體是在 02、N2和 H2 反應氣體或其組合中產生的等離子體。此類等離子體可以取代 H20 或 NH3 中典型的配體交換反應，并可用于沉積金屬氧化物、金屬氮化物和金屬薄膜。
據報道，在NH3和H20等氣體或蒸汽中會產生等離子體，其中等離子體和熱ALD表面反應也可能同時發生。與熱ALD和其他氣相沉積技術相比，等離子體輔助ALD在超薄膜沉積方面具有諸多優勢。
在等離子輔助 ALD 工藝過程中，等離子體物質在沉積表面的高反應性使得處理條件更加自由，材料特性范圍也更加廣泛。
04
等離子體增強原子層沉積 （ALD） 的優勢是什么？
以下是等離子體增強 ALD （PE-ALD） 的一些主要優勢：
? 在更低的基底溫度下進行沉積
由于等離子體物質將高反應性傳遞到沉積表面，因此在基板上驅動 ALD 表面化學反應所需的熱能較少。等離子體物質產生的反應性不僅由反應性等離子體自由基提供，還由等離子體鞘層中加速的離子的動能決定。
? 改善材料性能
等離子輔助 ALD 在薄膜密度、雜質含量和電子特性方面比熱 ALD 具有更好的材料特性，由等離子體帶來了更高的反應活性。
? 增加了前軀體和材料的選擇
反應性等離子體自由基被輸送至沉積表面，從而可以使用具有較高熱穩定性和化學穩定性的前驅體。PE-ALD 方法在沉積金屬氨化物和金屬等非氧化材料時也能產生溶液。
此外，等離子輔助 ALD工藝還可以沉積更多的材料系統，例如，元素金屬 Ti和 Ta，等離子輔助 ALD 允許選擇更泛的基底材料，特別是那些對溫度敏感的材料。
? 化學計量和薄膜成分的良好控制
由于等離子體中的非平衡條件，可以在沉積表面引發非熱驅動反應，從而更好地控制 ALD 表面化學和薄膜中摻入的物質。
因此，等離子體的使用提供了額外的變量來調整薄膜的化學計量和成分。這包括:
·等離子電源
·工作壓力
·等離子體暴露時間
·將其他氣體混入等離子體
·偏置電壓
例如，通過將 N2 添加到由 02 產生的等離子體中，可以相對簡單地將 N 原子摻入氧化物薄膜中。但是如果通過嚴格的熱驅動 ALD 反應很難實現薄膜材料的這種受控摻雜。
? 沉積速率提高
在某些情況下，由于等離子體的高反應性，等離子體物質會產生更高密度的反應表面位點。因此，這可以帶來更高的單次循環生長值。
等離子體可以快速開啟和關閉。這使得等離子體反應物能夠快速脈沖，并減少吹掃時間(取決于氣體在反應器中的停留時間)。
縮短吹掃時間對于低溫(室溫至150°)下的金屬氧化物 ALD 尤為重要，因為在熱 ALD 的情況下，H20 的吹掃需要極長的吹掃時間，因此循環時間也較長，更短的循環時間對原子層沉積(ALD)反應器的凈產量有顯著的影響。較高的等離子體反應性也具有優勢，因為與同等的熱原子層沉積工藝相比，等離子體輔助原子層沉積的成核延遲更短。
? 處理功能更加多樣
ALD反應器配備等離子源，可對沉積表面、沉積膜和反應器壁進行多種其他原位處理。等離子體可用于基材預處理(例如，采用 02等離子體進行氧化，采用 NH3.或 N2等離子體進行氨化)、基材清潔、沉積后處理以及反應器壁的調節和清潔。
等離子體增強原子層沉積 （ALD） 應用于各種行業，包括半導體制造、太陽能電池、顯示技術、微電子和高級涂層。當需要高質量的薄膜時，以及必須精確控制薄膜特性和成分時，它特別有用。
產品介紹
Anric Technologies憑借其等離子體增強原子層沉積（PE-ALD）技術，為您提供突破性的納米級薄膜解決方案，驅動半導體、光電子、新能源等領域的創新引擎。
型號：AT650P(等離子體增強)/AT650T(熱型)
AT650T可在用戶現場升級為AT650P
技術參數：
? 高達400°C
? 具有高頻率射頻的空心陰極
? 金屬密封線降低了大氣污染的風險
? 前體加熱至185°C（帶選擇性增壓）
? 4前體和多達4個有選項的共反應物
? 可選:手套箱界面或加載鎖定
? 高達6英寸或更高的基板
? 靜態處理模式下可實現高曝光
選項：
? 定制卡盤/鍍層
? QCM(石英晶體微天平)
? 為您的瓶子設計氣泡器
? 負載鎖(或手套箱接口)
? 共反應器線(MFC控制)(最多可增加2條)
? 額外加熱前體管線至185攝氏度，共4條。
客戶案例
全球100多家用戶，多家重復購買的用戶：
? 哈佛大學
? 赫爾辛基大學（Professor Mikko Ritala and Matti Putkonen）
? 泛林集團 (LAM) （6臺以上）
? 牛津大學（2臺以上， Prof Sebastian Bonilla）
? 國立材料科學研究所(日本，多臺)
? 東京大學(多臺)
? 早稻田大學(多臺)
? 西北大學(美國)
? 劍橋大學(英國)
? 萊斯大學
? 英屬哥倫比亞大學(加拿大)
? ENS-Paris(法國、高等師范學院)
? 北京量子研究院
? 北京大學
? 布里斯托大學（英國）
? 謝菲爾德大學等等
重復購買客戶的具體運用
1. 早稻田大學 (Waseda University) (日本東京) - 傳感器、表面改性、納米壓印光刻、先進通孔制造 (AIST) – 日本茨城縣
2. 早稻田大學 (Waseda University) (日本東京) – 系統 #2；類似應用。日本神奈川縣橫濱國立大學 (Yokohama National University)
3. 國立材料科學研究所 (NIMS) #1 (日本茨城縣) - 表面和薄膜中的聲子；原子尺度低維等離激元學；納米材料中的自旋軌道分裂
4. 國立材料科學研究所 (NIMS) #2 (日本茨城縣) - 碳納米管中的自旋相關輸運；納米間隙制造和分子輸運；石墨烯中的帶隙工程；有機晶體管
5. 私人公司 (Private Company) (美國俄勒岡州波特蘭) - TEM 樣品制備；HfO2, Al2O3, Ta2O5
6. Precision TEM (美國加利福尼亞州圣克拉拉) - TEM 樣品制備；HfO2, Al2O3
7. 私人公司 TK (Private Company TK) (日本宮城縣) - TEM 樣品制備
8. 私人公司 (Private Company) (美國俄勒岡州波特蘭) - TEM 樣品制備；HfO2, Al2O3, Ta2O5
9. 東京大學 (University of Tokyo) (日本) – 先進 ALD 工藝
10. 東京大學 (University of Tokyo) – 日本東京 – Dr. Onaya
11. 泛林集團 (LAM Research) – 美國俄勒岡州圖瓦拉丁 (Tualatin)
12. 泛林集團 (LAM) 系統 #2 – 美國俄勒岡州圖瓦拉丁
13. 泛林集團 (LAM) 系統 #3 – 美國俄勒岡州圖瓦拉丁
14. 牛津大學 (University of Oxford) – 英國牛津 - Prof Sebastian Bonilla
15. 德島大學 (Tokushima University) (日本)
16. 赫爾辛基大學 (University of Helsinki) (芬蘭) Professor Mikko Ritala and Matti Putkonen
17. 應用材料公司 (AMAT - Applied Materials) – 美國
18. 牛津大學 (University of Oxford) (英國牛津)
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