Transcript 原子层淀积技术及应用发展概况熊丝纬09300720308

原子层淀积技术及应用发展概况
熊丝纬
09300720308
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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。
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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
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Outline
原理
工艺
条件
特点
应用
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反应原理
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ALD沉积系统示意图
One Cycle
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原子层淀积系统
淀积
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互补性和自限制性
基片表面A0+前驱体1 
 新表面A1
表面A1+前驱体2 
 新表面A2
表面A2+前驱体1 
 新表面A1
…………
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举例
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 2 Al (CH 3)3  3H 2O  Al 2O3  3CH 4
TiO2
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原理
工艺
条件
特点
应用
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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
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温度
ALD
温度窗口
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原理
工艺
条件
特点
应用
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主要技术特点比较
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台阶覆盖率—生长速度图
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用ALD沉积的材料
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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
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原理
工艺
条件
特点
应用
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应用
High-k介质薄膜
EOT（Equivalent
Oxide Thickness）
等效氧化层厚度
C
 SiO
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EOT

 High  k
Tox
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Cu互连技术
深度55um，直径0.475um，深宽比超过100:1！
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DRAM
DRAM中的电容要求高深宽比的沟槽结构
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参考文献
1. Antti Rahtu, Atomic Layer Deposition of High Permittivity
Oxides:Film Growth and In Situ Studies,2002
2. Markku Leskela¨*, Mikko Ritala, Atomic layer deposition
(ALD): from precursors to thin film structures, Thin Solid
Films ,138-146,2002
3. Riikka L. Puurunen, Surface chemistry of atomic layer
deposition: a case study for the trimethylaluminum/water
process,2005
4. 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
5. 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
6. Steven M. George*,Atomic Layer Deposition: An Overview,
Chemical Reviews, Vol. 110,2010
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Thanks~
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