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原子層沉積系統(tǒng)能夠應用到哪些行業(yè)
閱讀：2562 發(fā)布時間：2021-8-6
原子層沉積是一種基于氣態(tài)前驅體在沉積表面發(fā)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(yōu)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(yè)
(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(yōu)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(yè)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(fā)現是可以成功應用的。隨后還發(fā)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(fā)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(huán)穩(wěn)定性。
(4)存儲器：當計算機處理器的技術節(jié)點進入22納米級時，傳統(tǒng)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(yōu)良和兼容性優(yōu)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(yōu)良的電阻轉換特性，以及多級數據存儲能力和可靠性。