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原子層沉積系統能夠應用到哪些行業
閱讀：2564 發布時間：2021-8-6
原子層沉積是一種基于氣態前驅體在沉積表面發生化學吸附的納米薄膜沉積技術，通過自限制性的前驅體交替飽和反應獲得厚度、組分、形貌及結構在納米尺度上高度可控的薄膜。
在原子層沉積過程中，新一層原子膜的化學反應是直接與之前一層相關聯的，這種方式使每次反應只沉積一層原子，對薄膜厚度可以精確控制在單個納米級別。該方法對基材不設限，尤其適用于具有高深寬比或復雜三維結構的基材。采用ALD制備的薄膜具有高致密性(無針孔)、高保形性及大面積均勻性等優異性能，這對薄膜的使用具有重要的實際意義。
原子層沉積的應用行業
(1)半導體：根據摩爾定律，要求半導體器件尺寸不斷減小，而ALD技術以其優異的保型性和均勻性、高的臺階覆蓋率和速率可控性，在半導體產業中得到廣泛應用，包括高k電介質、電容器、存儲器、二極管和晶體管等。高k電介質是一種可取代SiO2作為柵介質的材料，它具備良好的絕緣屬性而且可以大幅減少漏電量。ALD是一種較好的可以制備高k電介質材料的技術，目前主要包括 TiO2、HfO2、Al2O3三種材料。
(2)二極管：使用ALD方法制備的二極管表面材料主要有ZnO、ZrO2和Al2O3等。通過ALD法制備的ZnO薄膜，實驗人員測試了其在光電二極管和二極管上的應用性能后發現是可以成功應用的。隨后還發現等離子體增強原子層沉積(PE-ALD)是獲得低摻雜濃度ZnO的關鍵。國內亦有科研人員采用低溫遠程PE-ALD方法制備了 ZrO2/Zr 納米薄膜，實現了柔性有機發光二極管的有效封裝。此外，ALD還應用在晶體管以及其他半導體器件上，如光電結構等。
(3)電容器：現今不斷增長的能源需求下，促進了能源存儲設備的需求，其主要包括可充電電池和通常稱為超級電容器的電化學電容器。而且滿大街都是智能手機等便捷電子設備的現在，使他們需求。ALD在制備超級電容器方面具有良好的保持性和比較高的充放電循環穩定性。
(4)存儲器：當計算機處理器的技術節點進入22納米級時，傳統的閃存技術受到了限制，這時電阻隨機存取存儲器(RRAM)脫穎而出。這種存儲器單元結構簡單、功耗和制造成本低、可擴展性優良和兼容性優異。實驗表明，通過ALD技術制備的具有中間HfOx/AlOy雙層電阻轉換膜的電阻轉換存儲器具有十分優良的電阻轉換特性，以及多級數據存儲能力和可靠性。