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离子体增强原子层沉积镀膜设备

一、设备概述:

PE-ALD等离子体增强原子层沉积系统是专门为特殊应用领域的科学研究与工业开发用户而设计的单片沉积系统,系统电气完全符合CE标准;该系统扩展了普通原子层沉积系统对前驱体源的选择范围、提高薄膜沉积速率和降低沉积温度,广泛应用于对温度敏感材料和柔性衬底上薄膜的沉积。

此系统包含用于原子层沉积的3路前驱体源、4通道质量流量计控制系统、各部件加热器系统、精密控温样品台系统等。该管式炉系统为热壁反应室工艺,它的主要优势是在反应室侧壁上所淀积的也都是高品质的ALD薄膜,热壁反应室设备往往能阻止薄膜的早期剥离,由于从加热的侧壁脱附的反应源流量较高,从而加速了对反应空间的清洁。

此套设备可作为单独的CVD、PECVD、ALD、PEALD使用。搭建等离子增强原子层沉+化学气相沉积系统(PE-ALD-CVD),用于生长各类材料。

 

二、技术指标:

1. 控制阀门动作等整套系统采用PLC触摸屏控制;

2. 基片加热温度:室温~1000℃,升温速率10℃/min,控制精度±1℃,可自动左右移动实现快速升降温,移动速度可调实现阶梯镀膜。

3. 前驱体输运系统:标准3路前驱体管路,可选配;

4. 前驱体预热温度:室温~1000℃,控制精度±1℃;

5. 源瓶/气体管道加热温度:室温~200℃,控制精度±1℃;

6. ALD阀Swagelok快速高温ALD专用阀(zui小可在10ms完成阀门的开启或关闭);

7. 管内真空<10Pa,可自动平衡管内真空度;

8. 载气系统N2或者Ar;

9. 生长模式:高速沉积模式和停留生长模式;

10. 等离子体源:300W;

11. 可选购气液混合装置,用于CVD系统,可选购恒温控制模块;

12. 电源 50-60Hz, 220V/5Kw交流电源

 

三、可沉积薄膜种类举例:

单 质:Co, Cu, Ta, Ti, W, Ge, Pt, Ru, Ni, Fe…

氮化物:TiN, SiN, AlN, TaN, ZrN, HfN, WN …

氧化物:TiO2, HfO2, SiO2, ZnO, ZrO2, Al2O3, La2O3, SnO2…

其它化合物:GaAs, AlP, InP, GaP, InAs, LaHfxOy,

SrTiO3,SrTaO6…

 

四、ALD的应用:

高K栅氧化层,存储容性电介质,铜互连中高深宽比扩散阻挡层,OLED无针孔钝化层,MEMS的高均匀镀膜,纳米多孔结构镀膜,特种光纤掺杂,太阳能电池,平板显示器,光学薄膜,其它各类特殊结构纳米薄膜。

操作模式又分为连续流运行模式,即载气、前体源脉冲、真空泵不断,实现连续周期式镀膜和前体源脉冲、截止阀、真空泵关闭经过特定时间确保前体源可以通过样品扩散在开启实现周期式镀膜两种模式。

通常只有当高宽比用于几何图形> 1:10,(孔直径100纳米和1000纳米深度)才会采用后一种模式。作为一个建议,1:30纵横比可以用5秒扩散时间,而气凝胶或其他高表面积、高纵横比的样品需要更长的时间,甚至到60秒或是更长时间。

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