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原子层沉积(ALD)是将物质以单原子层的形式逐层沉积在衬底表面。但在原子层沉积过程中，膜的化学反应是在前一层膜的基础上生长的，此种反应每次只生长一个原子层，可以说是数字叠加式的成长。 ; G' p7 R/ @1 g/ Q* K# d+ |, V
: V+ Z# F; v v! B+ \$ s 单原子层沉积（atomic layer deposition，ALD），最初是在70年代由芬兰科学家提出并用于多晶荧光材料ZnS:Mn以及非晶Al2O3绝缘膜的研制，这些材料是用于平板显示器 。这主要是由于微电子和深亚微米芯片技术的发展要求器件和材料的尺寸不断降低，而器件中的高宽比不断增加，这样所使用材料的厚度降低值几个纳米数量级。因此原子层沉积技术的优势就体现出来，如单原子层逐次沉积，沉积层极均匀的厚度和优异的一致性等就体现出来，而沉积速度慢的问题就不重要了。% \9 J1 x: s) z
6 R8 n, X& S1 o- ], \- T原子层沉积技术可以沉积的材料
$ ^ q: w+ O( y# E0 d; ?0 i氧化物(Al2O3, TiO2, ZrO2 , Y2O3等)
, D1 |* `0 v- h( |氮化物(AlN, TiN, WxN等)4 s6 B X* b5 I8 u
硫化物(ZnS, CaS等)
1 Z4 R& U# m* A: b0 k( @氟化物(ZnF2, SrF2等)" |7 Y2 G8 c' ]/ [' E) b7 n
金属(Pt, Ir, Pd等)
7 y. p- e2 V( j) \" P掺杂材料(ZnS:Mn, ZnO:Al等), A) N, F; u; ~. h
高分子材料(聚酰亚胺等)
4 ]% h3 s6 }# k- \8 e生物薄膜(羟基磷灰石，人造骨骼等)
, s K2 J9 w! R2 q( F. H4 A3 d5 d+ v原子层沉积的优点包括：9 ], E4 f( q N3 e# J) D
1. 可以通过控制反应脉冲次数简单精确地控制薄膜的厚度，是数字式的叠加。+ [: s8 F) T; I# P
2. 反应过程不需要控制反应物流量的均一性，对阀门等硬件的精度要求不严。8 t8 {- s# t4 T' Y# W* z
3. 生成无针孔的致密薄膜，保形性极好，作为台阶覆盖和纳米孔材料的涂层
/ A# Y! i6 ]: b+ _& F' s; E$ r 4. 可以沉积多组份纳米薄层和混合氧化物 " ]' Z% `- s1 n V% N5 z
5. 薄膜生长可在室温到500C下进行
: G- h, b. U2 X" U( ^6 _9 F8 Z 6. 可广泛适用于各种形状的衬底，纳米线或者纳米粉镀膜。
! a4 `4 U" ^$ l6 t/ G; c, W原子层沉积生长的金属氧化物薄膜用于：高K介电质层，金属栅极电、电致发光显示器绝缘体、电容器电介质、MEMS器件、太阳能薄膜电池阻挡层。
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发表于 2009-1-17 00:13:11
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