原子層沉積是什么？

原子層沉積(ALD)是一種薄膜制備技術(shù)，適用于開發(fā)產(chǎn)品。它可以以單原子膜的形式在基底表面一層一層地鍍上材料。在沉積的過程中，兩個(gè)或多個(gè)化學(xué)氣相前驅(qū)體在基底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生固體膜。原子層沉積設(shè)備采用橫向反應(yīng)腔結(jié)合惰性氣體輸運(yùn)系統(tǒng)，前驅(qū)體通過載氣輸運(yùn)極短的脈沖進(jìn)入到反應(yīng)腔體，循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)一層一層的生長。

原子層沉積技術(shù)是一種以單原子膜形式在基底表面生長薄膜材料的方法，是制備薄膜的重要方法之一。其特點(diǎn)是自我限制，這也決定了原子層沉積技術(shù)具有高精度厚度控制、優(yōu)良的均勻性和良好的保形性等諸多優(yōu)點(diǎn)，特別擅長高深寬比圖形填充。原子層沉積技術(shù)廣泛應(yīng)用于HKMG、doublepattern、dielectric、memory等領(lǐng)域。該技術(shù)已成為制備各種功能性薄膜的重要手段，并且突破了反應(yīng)室熱場和流場控制技術(shù)、等離子體生成與控制技術(shù)、脈沖射頻快速調(diào)頻匹配技術(shù)、高效無損原位清洗技術(shù)、軟件控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

2、粉末包覆原子層沉積設(shè)備的發(fā)展

平面半導(dǎo)體原子層沉積技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但好多人總是想用原子層沉積設(shè)備來處理粉末樣品。事實(shí)上，這種方法也是完全可行的，但是平面原子層沉積設(shè)備和粉末ALD設(shè)備之間的區(qū)別很大。

平面ALD技術(shù)自20世紀(jì)90年代被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)以來，其技術(shù)發(fā)展越來越成熟，形成了多元化的ALD技術(shù)。粉末材料的超高比表面積決定了前驅(qū)體的使用將幾何增加，每個(gè)周期將持續(xù)更長時(shí)間。因此，前驅(qū)體注入系統(tǒng)需要準(zhǔn)確地注入大量的前驅(qū)體，這對反應(yīng)腔設(shè)計(jì)有很高的要求。而平面原子層沉積設(shè)備的室內(nèi)設(shè)計(jì)主要是為了促進(jìn)前驅(qū)體的擴(kuò)散，提高工藝效率，所以反應(yīng)腔設(shè)計(jì)盡可能小，而粉末ALD技術(shù)是對設(shè)備提出了更高的要求，可以應(yīng)用從納米到毫米的粉末，實(shí)現(xiàn)從單原子層到納米的涂層。經(jīng)過科學(xué)家的不懈努力，用于粉末材料的ALD涂層技術(shù)也日益成熟，主要包括：流化床、旋轉(zhuǎn)床、振動(dòng)床，并開發(fā)了工業(yè)包裝覆蓋技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)噸處理量。

這種高精度的包覆技術(shù)已被證明可以用來制備各種成分和納米結(jié)構(gòu)及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，包括：單原子/集群催化劑、鋰材料表面涂層、藥物制劑流動(dòng)性提高、金屬粉末表面鈍化和選擇性原子層沉積等。