原子层沉积（ALD）是化学气相沉积（CVD）领域的一项非常先进的技术。它可以在原子尺度上精确、均匀地生长薄膜。这种工艺的独特之处在于，它依赖于气相前驱体和活性表面物质之间有序的、自我限制的化学反应。这确保了每一层都是一次沉积一个原子层。
什么是气体原子层沉积？(5 个要点解释）
1.前驱体的连续脉冲
在原子层沉积过程中，至少要使用两种不同的气相前驱体。这些前驱体按顺序引入反应室。每种前驱体都会以自我限制的方式与基底表面发生反应。这意味着每种前驱体都会反应形成单层。多余的前驱体不会进一步反应，可以从反应室中取出。
2.清洗步骤
在前驱体脉冲之间，清洗步骤至关重要。这些步骤包括清除反应空间中多余的前驱体和挥发性反应副产物。这可确保每一层都是纯净的，并确保后续层沉积在干净的表面上。这样可以提高薄膜的均匀性和质量。
3.温度和生长速度
ALD 工艺通常需要特定的温度，通常在 180°C 左右。它们的生长速度非常缓慢，每个周期的薄膜厚度在 0.04nm 到 0.10nm 之间。这种受控的生长速度可以沉积非常薄的层，通常在 10nm 以下，而且结果可预测、可重复。
4.适形性和台阶覆盖率
ALD 的显著优势之一是其出色的保形性。这意味着薄膜可以均匀地沉积在复杂的几何形状上，实现接近 2000:1 的纵横比。这一特性在半导体行业尤为重要，因为高质量、薄而均匀的薄膜层对设备性能至关重要。
5.应用和材料
ALD 广泛应用于半导体行业，用于开发薄的高 K 栅极电介质层。使用 ALD 沉积的常见材料包括氧化铝 (Al2O3)、氧化铪 (HfO2) 和氧化钛 (TiO2)。
总之，气体原子层沉积涉及一个高度受控的过程。按顺序引入特定的气相前驱体，并与基底表面发生反应形成单层。随后进行清洗步骤，清除未反应的材料。如此循环往复，以形成所需的薄膜厚度，确保高度的均匀性和一致性。这些品质对于电子和其他高科技行业的先进应用至关重要。
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