原子層沉積 (ALD) 是化學(xué)氣相沉積 (CVD ) 的一個(gè)子集，它使用循環(huán)沉積循環(huán)。與其他類型的 CVD 反應(yīng)是連續(xù)的不同，ALD 反應(yīng)是在單獨(dú)的步驟中進(jìn)行的，因此可以更精確地控制沉積層，甚至可以控制單原子層的厚度。其他 CVD 技術(shù)使用生長速率和處理時(shí)間來確定層厚度，而 ALD 則通過沉積循環(huán)總數(shù)來控制層厚度。

空間 ALD 和時(shí)間 ALD是 ALD 的兩種主要類型。在臨時(shí) ALD 中，載氣和兩種（或多種）氣體反應(yīng)物在不同的階段中相繼使用。在空間 ALD 中，基板被移動(dòng)到單獨(dú)的生長室中，以便各個(gè)反應(yīng)氣體永遠(yuǎn)不會(huì)相互接觸。一些 ALD 系統(tǒng)被認(rèn)為是熱系統(tǒng)，而其他系統(tǒng)則被認(rèn)為是等離子體增強(qiáng)系統(tǒng)。熱系統(tǒng)需要更高的工作溫度，而等離子體增強(qiáng) ALD 更適合低溫應(yīng)用，因?yàn)榉磻?yīng)物是基于等離子體的。ALD 用于制造太陽能電池、納米結(jié)構(gòu)、微電子器件、生物醫(yī)學(xué)器件、耐腐蝕涂層、金屬薄膜、DRAM 電容器、滲透屏障等。

ALD 應(yīng)用需要精確的壓力控制以及一致且可重復(fù)的載氣和反應(yīng)氣體流量，以保持穩(wěn)定操作。接下來，我們將討論 Alicat 的質(zhì)量流量控制器和壓力控制器如何在各種 ALD 應(yīng)用中提供一致、準(zhǔn)確和快速的結(jié)果。

太陽能電池

由于 ALD 采用保形沉積，所有表面均均勻涂覆，因此特別適合太陽能電池結(jié)構(gòu)。ALD 用于制造各種類型的太陽能電池，包括工業(yè)硅、薄膜、有機(jī)和量子點(diǎn)類型。ALD 對于表面鈍化層的形成特別重要。ALD 的應(yīng)用始于使用 Al 2 O 3的硅太陽能電池構(gòu)造，其形成的表面鈍化層可顯著提高硅太陽能電池的效率。

為了使 ALD 正常運(yùn)行，必須在運(yùn)行條件下小心維持真空壓力。Alicat 的PC 系列壓力控制器具有專門設(shè)計(jì)的功能，用于 ALD 系統(tǒng)的背壓調(diào)節(jié)。這些壓力控制器的 He泄漏率僅為 10e -9 atm-cc/sec，控制響應(yīng)時(shí)間為 30 ms，可防止 ALD 沉積室的不當(dāng)混合和污染。

正如在其他 CVD 應(yīng)用中一樣，Alicat 的MC 系列質(zhì)量流量控制器提供了更高的氣體混合精度，限制了大氣氣體的污染，這種污染可能會(huì)抑制需要純反應(yīng)物和載氣的 ALD 正常操作。

生物醫(yī)學(xué)設(shè)備

ALD 用于將各種薄膜沉積到生物醫(yī)學(xué)設(shè)備上，例如生物電子學(xué)、植入物、生物傳感器、藥物輸送設(shè)備、組織工程支架和生物測定設(shè)備。由于 ALD 領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步（例如低溫 ALD），現(xiàn)在可以在各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中使用更多的有機(jī)基質(zhì)。

Alicat 的MCV 系列真空氣體質(zhì)量流量控制器包括一個(gè)氣動(dòng)強(qiáng)制截止閥，可確保無泄漏，并且對于 98 多種氣體和 20 種定制氣體，其 NIST 可追蹤精度高達(dá)讀數(shù)的 ±0.5% 或滿量程的 ±0.1% -定義的氣體混合物。

半導(dǎo)體

ALD 的另一個(gè)應(yīng)用是半導(dǎo)體制造。摩爾定律解釋了晶體管的尺寸如何不斷減小，從而使計(jì)算機(jī)的速度和能力大約每兩年就會(huì)翻一番。ALD技術(shù)發(fā)展對于維持摩爾定律很重要。目前，半導(dǎo)體制造使用 ALD 來完成高 k 電介質(zhì)和減少柵極氧化物厚度等任務(wù)。展望未來，ALD 對于使用片材、管材或線材結(jié)構(gòu)的低維半導(dǎo)體非常重要，例如石墨烯、WSe2、碳納米管和半導(dǎo)體納米線，這些半導(dǎo)體納米線使用保形高 k 柵極氧化物涂層來最大限度地減少對低維材料特性的破壞。因此，隨著時(shí)間的推移，隨著不斷的研究和擴(kuò)展，ALD 有望對半導(dǎo)體行業(yè)變得更加有用。

正如前面提到的 ALD 應(yīng)用一樣，Alicat 的 MCV 系列真空氣體質(zhì)量流量控制器和 PC 系列壓力控制器有助于提高半導(dǎo)體制造的可重復(fù)性和控制。控制器具有極小密封表面和 0.25 VCRM 配件，可隨著時(shí)間的推移極大限度地減少泄漏點(diǎn)。

金屬薄膜

ALD 廣泛應(yīng)用的另一個(gè)行業(yè)是制造各種金屬薄膜，例如用于工具、微電子、屏障和包裝的金屬薄膜。例如，薯片袋通常采用 ALD 工藝與金屬化薄膜進(jìn)行精加工，以便在儲(chǔ)存過程中達(dá)到適當(dāng)?shù)年柟馄帘魏妥韪粜阅堋?/span>

額外支持

無論您的工藝需要精密度、可重復(fù)性、準(zhǔn)確度、定制還是自動(dòng)化，Alicat 的質(zhì)量流量控制器和壓力控制器都能為 ALD 應(yīng)用提供先進(jìn)技術(shù)、特別的功能和快速的結(jié)果。