Technisches Team · Kintek Solution

Bei der Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition, ALD) werden durch aufeinanderfolgende, selbstbegrenzende chemische Reaktionen zwischen Gasphasenvorläufern und aktiven Oberflächenspezies dünne Schichten mit hoher Gleichmäßigkeit und ausgezeichneter Konformität abgeschieden. Das Verfahren zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, das Schichtwachstum auf atomarer Ebene zu steuern, und wird in der Halbleiterindustrie häufig für die Entwicklung dünner dielektrischer Schichten mit hohem K-Gate verwendet.

1. Einführung des Precursors: Das ALD-Verfahren beginnt mit der Einführung eines Vorläufers in eine Hochvakuum-Prozesskammer, die das Substrat enthält. Der Precursor bildet eine chemisch gebundene Monoschicht auf der Substratoberfläche. Dieser Schritt ist selbstbegrenzend, d. h. nur eine Schicht von Precursor-Molekülen geht eine chemische Bindung mit der Oberfläche ein, so dass die Dicke der Schicht genau kontrolliert werden kann.

2. Entfernung des überschüssigen Vorläufers: Nachdem sich die Monoschicht gebildet hat, wird die Kammer erneut evakuiert und gereinigt, um überschüssige, nicht chemisch gebundene Vorläufer zu entfernen. Mit diesem Schritt wird sichergestellt, dass nur die gewünschte Monoschicht auf dem Substrat verbleibt und unerwünschte zusätzliche Schichten vermieden werden.

3. Einführung des Reaktanten: Im nächsten Schritt wird ein Reaktant in die Kammer eingebracht. Dieser Reaktant reagiert chemisch mit der Monolage des Vorläufers und bildet die gewünschte Verbindung auf der Substratoberfläche. Auch diese Reaktion ist selbstlimitierend, so dass nur die Monoschicht des Vorläufers verbraucht wird.

4. Beseitigung von Reaktionsnebenprodukten: Nach der Reaktion werden alle Nebenprodukte aus der Kammer gepumpt, um den Weg für den nächsten Zyklus von Vorläufer- und Reaktantenpulsen freizumachen. Dieser Schritt ist für die Aufrechterhaltung der Reinheit und Qualität der abgeschiedenen Schicht entscheidend.

Jeder Zyklus von Precursor- und Reaktantenimpulsen trägt eine sehr dünne Schicht zur Gesamtschicht bei, die in der Regel zwischen 0,04 nm und 0,10 nm dick ist. Der Prozess wird so lange wiederholt, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist. Das ALD-Verfahren ist bekannt für seine exzellente Stufenabdeckung, selbst bei Merkmalen mit hohem Aspektverhältnis, und für seine Fähigkeit, Filme vorhersehbar und gleichmäßig abzuscheiden, selbst bei Dicken unter 10 nm. Diese Präzision und Kontrolle machen ALD zu einer wertvollen Technik für die Herstellung von Mikroelektronik und anderen Dünnschichtgeräten.

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