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原子层淀积技术及应用发展概况

原子层淀积技术及应用发展概况. 熊丝纬 09300720308. 发展历史. 1977 年首次由芬兰 Tuomo Suntola 博士发明，淀积应用于电致发光器件中的 ZnS 薄膜。 20 世纪 90 年代中期开始， ALD 技术开拓到先进微电子制造工艺中，譬如：电容器中的 High-K 介质，金属薄膜，刻蚀终止层等。. 概述. ALD （ Atomic Layer Deposition ）：是一种可以将物质以单原子膜形式，一层层地镀在基底表面 一种特殊的化学气相沉积 具备厚度控制和高度的稳定性 在 400℃ 以下反应，顺应低热预算的发展趋势. Outline.

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原子层淀积技术及应用发展概况

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Presentation Transcript

  1. 原子层淀积技术及应用发展概况 熊丝纬09300720308

  2. 发展历史 • 1977年首次由芬兰Tuomo Suntola博士发明，淀积应用于电致发光器件中的ZnS薄膜。 • 20世纪90年代中期开始，ALD技术开拓到先进微电子制造工艺中，譬如：电容器中的High-K介质，金属薄膜，刻蚀终止层等。

  3. 概述 • ALD（ Atomic Layer Deposition）：是一种可以将物质以单原子膜形式，一层层地镀在基底表面 • 一种特殊的化学气相沉积 • 具备厚度控制和高度的稳定性 • 在400℃以下反应，顺应低热预算的发展趋势

  4. Outline 工艺 条件 应用 特点 原理

  5. 反应原理

  6. ALD沉积系统示意图 One Cycle

  7. 原子层淀积系统 淀积

  8. 互补性和自限制性 …………

  9. 举例

  10. TiO2

  11. 工艺 条件 特点 应用 原理

  12. 工艺条件 • ALD对前驱体（反应物）的要求 • 液体或气体为佳，也可以是固体 • 挥发性好，易气化 • 热稳定性好，不会自分解 • 不会腐蚀基片或薄膜 • 副产物是气态并且稳定

  13. 温度 ALD 温度窗口

  14. 工艺 条件 应用 特点 原理

  15. 主要技术特点比较

  16. 台阶覆盖率—生长速度图

  17. 用ALD沉积的材料

  18. PEALD（Plasma Enhanced ALD） 等离子体增强原子层淀积 反应源同一时间引入反应室，施加等离子脉冲，净化

  19. 工艺 条件 应用 原理 特点

  20. 应用 High-k介质薄膜 EOT（Equivalent Oxide Thickness） 等效氧化层厚度

  21. Cu互连技术 深度55um，直径0.475um，深宽比超过100:1！

  22. DRAM DRAM中的电容要求高深宽比的沟槽结构

  23. 参考文献 • Antti Rahtu, Atomic Layer Deposition of High Permittivity Oxides:Film Growth and In Situ Studies,2002 • Markku Leskela¨*, Mikko Ritala, Atomic layer deposition (ALD): from precursors to thin film structures, Thin Solid Films ,138-146,2002 • Riikka L. Puurunen, Surface chemistry of atomic layer deposition: a case study for the trimethylaluminum/water process,2005 • 吴宜勇,李邦盛, 王春青,单原子层沉积原理及其应用,电子工业专用设备,第125期，2005 • 申灿,刘雄英,黄光周,原子层沉积技术及其在半导体中的应用,真空,第43卷第4期，2006 • Steven M. George*,Atomic Layer Deposition: An Overview, Chemical Reviews, Vol. 110,2010

  24. Thanks~

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