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等离子体增强原子层沉积（ALD）是一种用于纳米技术和半导体制造的薄膜沉积技术。等离子 ALD 是标准 ALD 技术的一种变体，它利用等离子体来增强沉积过程。
等离子体增强原子层沉积 (ALD) 让您在材料选择以及使用等离子工艺在沉积前预处理（或清洁）表面方面拥有更大的自由度。了解等离子体增强原子层沉积 (ALD) 如何助您更轻松地实现目标。
01
什么是等离子增强原子层沉积 ALD?
与传统的热驱动 ALD 方法相比，使用等离子体物质作为反应物可以在处理条件上提供更大的自由度，并且可以适应更广泛的材料特性。
等离子辅助 ALD 是一种能量增强型 ALD 方法，目前正日益普及。在等离子 ALD(也称为等离子辅助 ALD 或等离子增强 ALD)中，表面在反应步骤中暴露于等离子体产生的物质中。
02
等离子体 ALD 的工作原理是什么？
在标准 ALD 中，前驱体气体的交变脉冲被引入基板表面。每个脉冲通过化学吸附形成单层材料。该过程是重复的，允许对层厚和成分进行精确控制。需要注意的是，在某些情况下，使用标准 ALD 可能会导致沉积速率变慢或难以实现某些材料特性。
当等离子体源被引入 ALD 工艺时，它有助于激活前驱体分子并增强表面反应，从而提高沉积速率并改善薄膜性能。
03
使用什么类型的等离子体?
等离子体增强原子层沉积(PE-ALD)中使用的典型等离子体是在 02、N2和 H2 反应气体或其组合中产生的等离子体。此类等离子体可以取代 H20 或 NH3 中典型的配体交换反应，并可用于沉积金属氧化物、金属氮化物和金属薄膜。
据报道，在NH3和H20等气体或蒸汽中会产生等离子体，其中等离子体和热ALD表面反应也可能同时发生。与热ALD和其他气相沉积技术相比，等离子体辅助ALD在超薄膜沉积方面具有诸多优势。
在等离子辅助 ALD 工艺过程中，等离子体物质在沉积表面的高反应性使得处理条件更加自由，材料特性范围也更加广泛。
04
等离子体增强原子层沉积 （ALD） 的优势是什么？
以下是等离子体增强 ALD （PE-ALD） 的一些主要优势：
? 在更低的基底温度下进行沉积
由于等离子体物质将高反应性传递到沉积表面，因此在基板上驱动 ALD 表面化学反应所需的热能较少。等离子体物质产生的反应性不仅由反应性等离子体自由基提供，还由等离子体鞘层中加速的离子的动能决定。
? 改善材料性能
等离子辅助 ALD 在薄膜密度、杂质含量和电子特性方面比热 ALD 具有更好的材料特性，由等离子体带来了更高的反应活性。
? 增加了前躯体和材料的选择
反应性等离子体自由基被输送至沉积表面，从而可以使用具有较高热稳定性和化学稳定性的前驱体。PE-ALD 方法在沉积金属氨化物和金属等非氧化材料时也能产生溶液。
此外，等离子辅助 ALD工艺还可以沉积更多的材料系统，例如，元素金属 Ti和 Ta，等离子辅助 ALD 允许选择更泛的基底材料，特别是那些对温度敏感的材料。
? 化学计量和薄膜成分的良好控制
由于等离子体中的非平衡条件，可以在沉积表面引发非热驱动反应，从而更好地控制 ALD 表面化学和薄膜中掺入的物质。
因此，等离子体的使用提供了额外的变量来调整薄膜的化学计量和成分。这包括:
·等离子电源
·工作压力
·等离子体暴露时间
·将其他气体混入等离子体
·偏置电压
例如，通过将 N2 添加到由 02 产生的等离子体中，可以相对简单地将 N 原子掺入氧化物薄膜中。但是如果通过严格的热驱动 ALD 反应很难实现薄膜材料的这种受控掺杂。
? 沉积速率提高
在某些情况下，由于等离子体的高反应性，等离子体物质会产生更高密度的反应表面位点。因此，这可以带来更高的单次循环生长值。
等离子体可以快速开启和关闭。这使得等离子体反应物能够快速脉冲，并减少吹扫时间(取决于气体在反应器中的停留时间)。
缩短吹扫时间对于低温(室温至150°)下的金属氧化物 ALD 尤为重要，因为在热 ALD 的情况下，H20 的吹扫需要极长的吹扫时间，因此循环时间也较长，更短的循环时间对原子层沉积(ALD)反应器的净产量有显著的影响。较高的等离子体反应性也具有优势，因为与同等的热原子层沉积工艺相比，等离子体辅助原子层沉积的成核延迟更短。
? 处理功能更加多样
ALD反应器配备等离子源，可对沉积表面、沉积膜和反应器壁进行多种其他原位处理。等离子体可用于基材预处理(例如，采用 02等离子体进行氧化，采用 NH3.或 N2等离子体进行氨化)、基材清洁、沉积后处理以及反应器壁的调节和清洁。
等离子体增强原子层沉积 （ALD） 应用于各种行业，包括半导体制造、太阳能电池、显示技术、微电子和高级涂层。当需要高质量的薄膜时，以及必须精确控制薄膜特性和成分时，它特别有用。
产品介绍
Anric Technologies凭借其等离子体增强原子层沉积（PE-ALD）技术，为您提供突破性的纳米级薄膜解决方案，驱动半导体、光电子、新能源等领域的创新引擎。
型号：AT650P(等离子体增强)/AT650T(热型)
AT650T可在用户现场升级为AT650P
技术参数：
? 高达400°C
? 具有高频率射频的空心阴极
? 金属密封线降低了大气污染的风险
? 前体加热至185°C（带选择性增压）
? 4前体和多达4个有选项的共反应物
? 可选:手套箱界面或加载锁定
? 高达6英寸或更高的基板
? 静态处理模式下可实现高曝光
选项：
? 定制卡盘/镀层
? QCM(石英晶体微天平)
? 为您的瓶子设计气泡器
? 负载锁(或手套箱接口)
? 共反应器线(MFC控制)(最多可增加2条)
? 额外加热前体管线至185摄氏度，共4条。
客户案例
全球100多家用户，多家重复购买的用户：
? 哈佛大学
? 赫尔辛基大学（Professor Mikko Ritala and Matti Putkonen）
? 泛林集团 (LAM) （6台以上）
? 牛津大学（2台以上， Prof Sebastian Bonilla）
? 国立材料科学研究所(日本，多台)
? 东京大学(多台)
? 早稻田大学(多台)
? 西北大学(美国)
? 剑桥大学(英国)
? 莱斯大学
? 英属哥伦比亚大学(加拿大)
? ENS-Paris(法国、高等师范学院)
? 北京量子研究院
? 北京大学
? 布里斯托大学（英国）
? 谢菲尔德大学等等
重复购买客户的具体运用
1. 早稻田大学 (Waseda University) (日本东京) - 传感器、表面改性、纳米压印光刻、先进通孔制造 (AIST) – 日本茨城县
2. 早稻田大学 (Waseda University) (日本东京) – 系统 #2；类似应用。日本神奈川县横滨国立大学 (Yokohama National University)
3. 国立材料科学研究所 (NIMS) #1 (日本茨城县) - 表面和薄膜中的声子；原子尺度低维等离激元学；纳米材料中的自旋轨道分裂
4. 国立材料科学研究所 (NIMS) #2 (日本茨城县) - 碳纳米管中的自旋相关输运；纳米间隙制造和分子输运；石墨烯中的带隙工程；有机晶体管
5. 私人公司 (Private Company) (美国俄勒冈州波特兰) - TEM 样品制备；HfO2, Al2O3, Ta2O5
6. Precision TEM (美国加利福尼亚州圣克拉拉) - TEM 样品制备；HfO2, Al2O3
7. 私人公司 TK (Private Company TK) (日本宫城县) - TEM 样品制备
8. 私人公司 (Private Company) (美国俄勒冈州波特兰) - TEM 样品制备；HfO2, Al2O3, Ta2O5
9. 东京大学 (University of Tokyo) (日本) – 先进 ALD 工艺
10. 东京大学 (University of Tokyo) – 日本东京 – Dr. Onaya
11. 泛林集团 (LAM Research) – 美国俄勒冈州图瓦拉丁 (Tualatin)
12. 泛林集团 (LAM) 系统 #2 – 美国俄勒冈州图瓦拉丁
13. 泛林集团 (LAM) 系统 #3 – 美国俄勒冈州图瓦拉丁
14. 牛津大学 (University of Oxford) – 英国牛津 - Prof Sebastian Bonilla
15. 德岛大学 (Tokushima University) (日本)
16. 赫尔辛基大学 (University of Helsinki) (芬兰) Professor Mikko Ritala and Matti Putkonen
17. 应用材料公司 (AMAT - Applied Materials) – 美国
18. 牛津大学 (University of Oxford) (英国牛津)
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