원자 층 증착 (ALD) 박막의 준비 기술에 대해 알아보십시오.

일반적인 영화 성장 기술 소개

(1) CVD 박막 기술
CVD 기술은 진공 환경에서 기질 표면의 화학 반응을 통한 필름 성장 과정이며, 준비된 필름의 짧은 공정 시간과 높은 밀도는 필름 캡슐화 공정에서 무기 장벽 층의 준비에 CVD 기술이 점점 더 많이 사용됩니다.

0040-02544 상체, dps 금속

0040-09094 챔버 200mm
(2) PECVD 박막 기술
혈장 강화 화학 증기 증착 (PECVD)은 혈장을 사용하여 반응 전구체 또는 공정 온도로 인한 저 반응성을 보상합니다.

(3) 원자 층 증착 기술
CVD 기술과 유사하게, 원자 층 증착 (ALD)은 또한 기판 표면의 화학 반응에 기초한 박막 제조 기술이며, 유사한 필름 성장 조건 외에도 일부 전구체 재료는 두 과정 사이에 일반적으로 사용된다.
차이점은 CVD 기술이 진공 반응 챔버에서 두 전구체 재료의 공존을 유지하고, 화학 흡착은 기판 표면에서 발생하여 박막을 형성한다는 것이다. ALD 기술에 의해 확립 된 표면 화학 반응은 각각의 전구체 재료가 독립적이고 교대로 발생하며, 각 전구체 재료는 자체 제한 반응 특성을 가지며, 상응하는 자체 제한 표면 반 반응은 단일 원자 층의 형태로 기질 표면에서 층에 의해 층에 의해 물질 층을 성장 시킨다는 것이다.
ALD 기술의 표면 반응 과정은 아래 그림과 같이 지속적이고 자기 제한적입니다.

전형적인 ALD 공정은 종종 박막 성장을 위해 이진 반응 서열을 사용하고, 두 전구체는 이진 화합물 필름의 단일 층 증착 공정을 달성하기 위해 기판 표면에서 각각의 반 반응을 완성합니다. 기질 표면의 활성 부위는 ALD 필름의 성장을위한 기초이므로, 기판은 종종 활성 부위를 도입하거나 필름 성장 공정이 시작되기 전에 일부 표면 전처리를 통해 활성 부위 밀도를 증가시킨다. 예를 들어, 기판 표면의 히드 록실기 (-OH)의 양은 산소 혈장 (O2 Plasma) 또는 초경량 방사성에 의해 크게 증가 될 수있다.
ALD 공정에 관여하는 이진 반응 서열은 그림 (b)에 도시 된 바와 같이 4 단계로 나뉩니다.
먼저, 전구체 A는 반응 챔버에 도입되고 기질 표면의 활성 부위는 단일 원자 층을 흡착시키고 상응하는 부산물을 생성하는 자체 정의 된 표면 반응을 겪고, 전체 공동 및 파이프 라인을 불활성 가스 AR로 정화하여 잔류 전구체 A 및 반응 부산물을 비우는다. 다음으로, 전구체 B는 반응 챔버로 들어가 전구체 A에 의해 제공되는 활성 부위와 자체 정의 된 표면 반응을 겪고, 부산물 생산과 함께 또 다른 모노 네토 미스 층의 다른 층을 흡수하고, 마지막으로 AR은 다시 세정 가스로 작용하여 잔류 전구체 B 및 상응하는 부산물을 추방하고, 재발성 부위는 A.와 반응 할 수있다. 성장을 완료합니다. 사용 요구에 따라 ALD 프로세스 매개 변수를 사용자 정의하기 위해 위의 사이클 N 시간을 반복하십시오. 기판 표면에서 활성 부위의 수가 제한되어 있기 때문에, 반 반응에 의해 증착 된 표면 재료는 또한 각 표면 반 반응이 자체 포화 상태를 갖는 사실에 상응하는 제한적이다. 두 개의 독립적 인 표면 반 반응 각각이 자기 제한이라면, 두 반응은 원자 수준에서 제어 할 수있는 박막의 층별 층 증착 과정을 수득하기 위해 연속적으로 번갈아 수행 할 수있다. ALD 공정은 표면 반응이 순차적이고 교대하기 때문에 기체상에서 접촉하지 않는 표면 화학 반응에 의해 제어되며,이 두 가지의 분리는 필름 표면 상에 입자 생성물의 출현을 피하기 때문에 CVD 유사 대체 상 반응의 가능한 발생을 억제한다. 전구체 재료는 자체 제한 반응 특성을 가지지 만, 표면 활성 부위의 반응은 또한 전구체의 상이한 가스 유량으로 인해 순차적 순서를 갖는다. 전구체는 표면 반응이 완료된 후 해당 영역으로부터 탈착 된 영역에서 반 데르 발스 힘의 형태로 물리적으로 흡착 될 수 있으며, 다른 반응되지 않은 표면 영역과 계속 반응하고 적합성 증착을 생성 할 수있다. ALD는 전구체 플럭스의 무작위성을 피하기 때문에 표면 반응의 자체 제한 특성은 또한 비-스테이 틱 증착을 초래하여 각 표면 반 반응이 거의 포화로 유도되게한다. 결과적으로, Ald-krown 필름은 매우 매끄럽고 원래의 기판에 적합합니다. 필름 성장 동안 표면-활성 부위가 거의 없기 때문에, 필름은 연속적이고 핀홀이없는 경향이있다. 이 특성은 우수한 유전체 필름 및 수증기 장벽 필름을 준비하는 데 매우 중요합니다.

ALD 박막 기술의 적용

현재 ALD Technology는 울트라 얇은 영화 및 초고속 영화 준비에 ​​훌륭한 응용 프로그램 전망을 보유하고 있습니다. Al2O3, SIO2 및 ZnO와 같은 전형적인 박막 재료는 다양한 전자 산업에서 사용되었습니다.
최근 몇 년 동안, 박막 증착 및 성분 조작은 기계적 구조, 갈바니 분리 및 연결과 같은 마이크로\/나노 구조 기술에 널리 사용되어왔다. ITRS (International Semiconductor Technology Development Roadmap)는 ALD 기술을 MOSFET 구조에서 고유성 상수 개 산화물 제작 및 백엔드 상호 연결에서 구리 확산 장벽 층의 제조에 적용합니다. 반도체 공정의 소형 레이아웃과 생성물의 결과적으로 높은 종횡비 구조로 인해, 박막 증착 기술의 정확한 제어 및 컨 포멀 코팅이 주요 기술적 요구 사항이되었으며, ALD 공정은이 요구 사항에 효과적인 솔루션을 제공합니다. 추가로 ALD 기술에 의해 자란 박막의 우수한 작곡으로 인해 100 가지 가스의 장벽을 형성 할 수 있습니다. 초박형 필름 양식은 유연한 제품 응용 프로그램에 대한 중요한 기술 지원을 제공합니다. 따라서 현재 ALD 기술은 향후 광전자 장치의 효과적인 보호 방법 중 하나로 널리 알려져 있으며 ALD를 기반으로 한 박막 패키징 기술은 기존 포장 방법보다 더 얇은 패키지 무게와 유연성이 향상됩니다.
Stanford University의 SF Bent 교수는 ALD가 원자 규모에서 정확하고 제어 가능한 성장으로 인해 박막 캡슐화 문제에 대한 효과적인 해결책이 될 것이라고 믿고 있습니다. 현재, ALD 기술에 의해 제조 된 AL2O3, ZRO2, SIO2 및 HFO2와 같은 무기 재료에 대한 많은 연구 작업이 수행되었으며, 우수한 포장 결과가 얻어졌지만, ALD 기술을 기반으로 한 박막 캡슐화 재료는 일반적으로 산화물에 의해 지배적이며, 금속 및 산소의 산소 아롬 사이의 안정적인 이진 결합에 의해 지배적이며, 하이 하이 이진 ATOM의 존재는 분자의 하이 이진의 존재이다. 그리고 필름의 밀도와 두께가 증가함에 따라 영화는 단단한 경향이있다.

또한, 저온 증착의 요구를 충족시키기 위해, 혈장-보조 ALD (PLASMA Enhanced Atomic Layer 증착) (PEALD)는 종종 저온 반응성의 부족을 보상하는 데 사용되지만 O2 플라즈마의 도입은 필름 내부에 큰 잔류 스트레스를 가져옵니다. 무기 성 물질의 고유 특성, 예를 들어 연성, 낮은 골절 강인성 및 높은 비치와 같은 ALD 성장으로 인한 것은 기계적 운동 동안 무기 캡슐화 재료의 내구성과 신뢰성을 제한합니다.
ALD 기술과 유사하게, 분자 층 증착 (MLD) 기술은 기질 표면에 층에 의한 단층 층의 증착을 가능하게하며, 종종 유기 또는 유기형 하이브리드 재료의 성장에 사용된다. MLD 기술에 도입 된 일부 유기 성분이 종종 있으며, 이에 의해 제조 된 유기 또는 유기형 하이브리드 필름에는 우수한 기계적 특성이 있습니다. 그러나, MLD는 종종 유기 전구체를 단층의 표면 성장 단위로 사용하고, IT에 포함 된 장쇄 유기 구조는 전구체 재료의 큰 분자 부피로 이어지고, 이는 반 반응 과정에서 기질의 표면에 입체 방해물을 형성하기 쉽고, 활성 부위의 일부를 나타 내기 때문에, 표면 반응의 일부가 제한되어 있으며, 더 많은 양의 활성 부위가 발생한다. 환경 수증기에 침투 경로를 제공 할 수있는 기회가있는 필름은 필름의 수증기 장벽 성능에 큰 영향을 미칩니다.

단층 및 라미네이트 필름의 준비

PEALD 및 MLD 공정 동안, 반응 챔버의 압력이 0.