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原子层沉积(ALD)

一种将材料或薄膜沉积在表面特定位置的方法。
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描述

原子层沉积(ALD)是一种将材料和薄膜沉积在特定位置的制造方法。这可以包括金属之上的金属,介质之上的介质,或任何其他组合。其目标是减少或取代芯片或器件制造过程中制模步骤的数量。

ALD是一种化学气相沉积(CVD),它将沉积过程分为半反应,每一个反应都可以很好地控制。

ALD早在20世纪70年代就出现了。但它在45纳米时成为人们关注的焦点英特尔使用ALD沉积一种称为铪的高k材料,用于晶体管的栅极堆叠。最终,高k取代了当时正失去动力的二氧化硅。这反过来又使芯片制造商能够扩大他们的设备,从而保持行业的发展摩尔定律

基本上,有两种类型的ald -热增强和等离子增强。热ALD涉及两个反应物a和b的二元过程。第一种反应物a被泵入ALD室。晶圆被加工,然后化学物质被净化。然后,第二个反应物B,经历同样的步骤。

在等离子体增强ALD中,反应是基于等离子体的,这是一种用于低温应用的方法。

ALD工具有几种配置:炉/批、单片和基于空间的:

  • 炉/批处理系统处理大量晶圆片,使薄膜更厚。DRAM制造商使用的批处理系统相对较快,但在一致性方面需要权衡。
  • 单片ALD工具用于均匀性规格较薄和较紧的应用。用于在逻辑中沉积高k介质的单晶片也是基于时间的系统。在基于时间的工具中,反应在一个房间中进行一组或给定的时间。
  • 空间ALD工具是小批量系统。系统中放置了许多晶圆。晶圆移动到不同的区域。在每个区域,一个反应物被泵入腔内。晶圆被加工,然后被移动到下一个区域。

一般来说,没有什么优越的工具类型。批处理、单晶片和空间工具适用于特定的应用,每种工具类型都有其优点和缺点。

在一种可能的未来流程中,工具选择性地在表面沉积自组装的单层化学物质。这反过来在表面上形成一个微小的掩模或模板,在或接近完美对齐。

还有一个直接写入版本的ALD,它使用电子束和多束工具从地面上绘制表面图案。

ALD有一系列的应用,包括高k, DRAM, 3D NAND,多模式和鳍掺杂。

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