原子層沉積（ALD）是一種在半導體制造中使用的關鍵工具，尤其在目前的節(jié)點上用于晶體管和互連制造。盡管過去ALD被認為速度太慢而不實用，但隨著對精確成分和厚度控制的需求不斷提高，ALD的價值得到了肯定，因此在制造過程中花費額外時間進行ALD沉積是值得的。
ALD是化學氣相沉積的一種變體，最初被廣泛引入半導體行業(yè)用于制造高介電常數(shù)柵極電介質(zhì)的氧化鉿。與化學氣相沉積（CVD）類似，ALD也是一種保形工藝，沉積發(fā)生在所有暴露于前體氣體的表面上。然而，在ALD中，反應是自限性的。
ALD的工作原理如下：首先，將前體氣體A引入處理室，并吸附到所有可用的基板表面上。一旦所有表面位點都被占據(jù)，進一步的吸附就不會發(fā)生。然后使用惰性吹掃氣體（通常是氮氣或氬氣）沖洗掉任何剩余的前體氣體，然后引入第二前體B。前體B與已經(jīng)化學吸附的前體A反應，生成所需的薄膜。一旦所有吸附的分子被消耗，反應停止。在進行第二次凈化步驟后，重復這個循環(huán)。
ALD的優(yōu)點和缺點在于其逐層的性質(zhì)。一次只沉積一層使制造商能夠非常精確地控制薄膜的厚度。通過以不同比例使用不同的前體氣體，可以調(diào)整薄膜的成分。然而，重復的前體/吹掃氣體循環(huán)需要很多時間。為了提高吞吐量，可以進行一些流程調(diào)整，例如使用大型熔爐一次處理多個晶圓或使用等離子體活化加速成膜。然而，ALD薄膜的最大實用厚度通常受到限制，而隨著晶體管的縮小和復雜結(jié)構(gòu)的需求增加，ALD的機會也在不斷增加。
ALD在半導體制造中的成功應用之一是氧化鉿（HfO2）。HfO2的前體HfCl4和水是化學上簡單的小分子，其副產(chǎn)物易于揮發(fā)和去除。然而，許多其他材料的ALD過程可能更為復雜，例如二氧化硅常使用氨基硅烷前體，而金屬氮化物通常需要復雜的金屬有機前體氣體。選擇性沉積過程中，通過添加配體到前體分子中可以改變其蒸氣壓或反應性，或者促進與基材的粘附，從而提高生長表面和非生長表面之間的選擇性。然而，較大的分子可能難以滲透到較小的特征中，副產(chǎn)物的去除也可能存在困難。
此外，原子層蝕刻（ALE）可以用于去除不需要的材料。ALE的操作步驟與ALD類似，通過一系列的循環(huán)實現(xiàn)。周期的前半部分與現(xiàn)有表面發(fā)生反應，削弱與底層進行交互，然后通過惰性吹掃氣體清除副產(chǎn)物。周期的后半部分是一個選擇性的吸附步驟，其中前體分子與已被削弱的表面反應并形成揮發(fā)性產(chǎn)物，從而將不需要的材料逐層去除。
原子層沉積（ALD）是一種在半導體制造中使用的重要工藝，它允許精確控制薄膜的厚度和成分。雖然ALD速度相對較慢，但其優(yōu)點包括高度可控性和選擇性。隨著技術的發(fā)展，ALD在半導體制造中的應用越來越廣泛，幫助實現(xiàn)更小、更快、更高性能的芯片。
在面向原子層沉積（ALD）和原子層蝕刻（ALE）的技術應用中，青島芯笙自研的氣體質(zhì)量流量控制器（MFC）發(fā)揮著至關重要的作用。這款MFC憑借其低溫漂，耐污染和高性價比的優(yōu)點，成為業(yè)界的優(yōu)選。我們運用MEMS技術，提高了MFC的測量精度、一致性和可靠性。
對比于傳統(tǒng)的毛細管流量計，基于MEMS芯片的MFC能實現(xiàn)更高的信噪比、更小的熱容、更快的熱響應，以及更高的加工精度和可靠性。這對于精確的ALD和ALE過程控制至關重要，因為這兩個過程需要精確、穩(wěn)定的氣體流量控制。
在半導體行業(yè)，無論是在高精度的ALD過程中實現(xiàn)原子級別的薄膜沉積，還是在ALE過程中實現(xiàn)準確的原子級別的蝕刻，青島芯笙的MFC都展現(xiàn)出了其不可比擬的穩(wěn)定性和精度。此外，我們的產(chǎn)品已經(jīng)通過嚴格的測試，具有出色的抗電磁干擾能力，可在復雜的電磁環(huán)境下正常運作，保證ALD和ALE過程的穩(wěn)定進行。
對于需要高精度和穩(wěn)定性的原子層沉積和原子層蝕刻過程，青島芯笙自研的MFC無疑是行業(yè)內(nèi)的選擇。
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