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介紹原子層沉積技術的工作原理

更新時間:2021-08-26點擊次數:801
  原子層沉積,ALD是一種適合于研制最新的和前沿性的產品的薄膜制備技術。原子層沉積ALD也是一種用于納米技術研究的有效方法。典型的原子層沉積應用是在各種尺寸和形狀的基底上沉積高精度、無針孔、高保形的納米薄膜。
  原子層沉積技術使用氣相的反應物,通過控制氣路系統,交替通入氣相反應物(即前驅體)到反應室中,在基底表面發生化學反應,由反應進行的周期數控制沉積層數,一層一層的沉積。利用反應物表面反應的自飽和性和不可逆性,使得每次只在表面吸附上一層前驅體,從而實現原子層尺度可控的薄膜沉積。在沉積某一種物質時,一個周期的沉積分為4步:第一步,將前驅體A通入反應器,前驅體A在基底表面發生足量吸附(產生副產物);第二步,通過抽氣或惰性氣體沖洗將多余的前驅體A和副產物排除;第三步,將前驅體B通入反應器,與之前由前驅體A形成的表面結構進行充分化學反應(產生副產物)得到前驅體A發生化學吸附所需要的表面結構,從而使得反應能夠重復進行下去;第四步,通過抽氣或惰性氣體沖洗將多余的前驅體B和副產物排除。
  這樣每一個周期生長原子層尺度的薄膜,由不同的重復周期數來得到所需要的厚度。這樣就可以在原子尺度控制所生成的薄膜的厚度,這正是該技術被稱為原子層沉積的原因。但需要有滿足一定條件的反應物才能進行相應材料的原子層沉積,然而經過多年發展,原子層沉積能夠制備的材料已經十分豐富,包括金屬單質、C、Si以及各種氮化物、氧化物、硫化物等。

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