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1、标准文档ALD技术的发展与应用摘要：随着微电子行业的发展,集成度不断提高、器件尺寸持续减小,使得许多传统微电子材料和科技面临巨大挑战,然而原子层沉积(ALD)技术作为一种优异的镀膜技术,因其沉淀的薄膜纯度高、均匀性及保行性好,还能十分精确地控制薄膜的厚度与成分,仍然备受关注并被广泛应用于半导体领域。本文简要介绍了ALD技术的原理、沉积周期、特征、优势、化学吸附自限制ALD技术及ALD本身作为一种技术的发展状况(T-ALD,PE-ALD和EC-ALD等);重点叙述了ALD技术在半导体领域(高k材料、IC互连技术等)应用。最后,对ALD未来的发展应用前景进行了展望。关键字：原子层沉积;薄膜
2、沉淀;高K材料;铜互连TheDevelpoementandApplicationofALDTechnologySuyuanSchoolofMicroelectronics,XidianUniversity,Xi’anShanxi710071Abstract：Thelatestdevelopmentofatomiclayerdeposition(ALD)technologywastentativelyreviewed.ALDhasbeenwidelyusedinfabricationofelectronicschipsbecauseALDiscapableofdepositinghigh
3、lypurehomogenousfilmswithwell-controlledfilmthicknessandchemicalcontents.Thediscus-sionsfocusedon:i)theprincipleofALDtechnology,itscharacteristics,andtechnicaladvantages;ii)themechanismsofchemicalself-limiting(CS)andpossiblewaystoachieveALD,suchasthermal-ALD(T-ALD),plasma-enhancedALD(PE-ALD),ele
4、ctrochemicalALD(EC-ALD),andetc.i;ii)itsapplicationsinsynthesisofhighkmaterials,interconnectingmaterialsforintegratedcircuit(IC).ThedevelopmenttrendsofALDtechnologyanditspotentialapplicationswerealsobrieflydiscussed.Keyword：ALD;Film-Deposition;high-kmaterial;Cu-Interconnecting实用文案标准文档一、引言随着半导体工艺的
5、不断发展，基于微结构的集成期间在进一步微型化和集成化，特征尺寸已经缩小到了亚微米和纳米量级。芯片尺寸以及线宽的不断缩小、功能的不断提升成为半导体制造业技术的关键，特别是对薄膜的要求日益增加，例如薄膜厚度的均匀性和质量的严格要求。这就使得传统的CVD沉积技术，已很难有效地精确控制薄膜特性及满足日益严苛的工艺技术要求，特别是随着复杂高深宽比和多孔纳米结构的应用【1】。目前具有发展潜力的一种技术就是原子层沉积(AtomicLayerDeposition,ALD)。原子层沉积技术(AtomicLayerDeposition；ALD)，最初称为原子层外延(AtomicLayerEpitaxy，A
6、LE)，也称为原子层化学气相沉积(AtomicLayerChemicalVaporDeposition，ALCVD)。其产生可以追溯到芬兰科学家Suntolabo在20世纪六、七十年代的研究工作。20世纪80年代后期，采用ALD技术生长Ⅱ—Ⅵ族和Ⅲ—Ⅴ族单晶化合物以及制备有序异质超晶格而受到关注，但由于这一工艺涉及复杂表面化学过程和较低沉积温度，并没有获得实质性的突破。20世纪90年代中后期，随着微米和深亚微米芯片技术的发展，集成器件进一步微型化，结构进一步复杂化，相比其他传统薄膜制备技术，ALD技术在加工三维高深宽比微纳结构超薄膜上的优势逐渐体现。自2001年国际半导体工业协会（IT
7、RS）将ALD与金属有机化学气相沉积（MOCVD）、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）并列作为与微电子工艺兼容的候选技术以来，其发展势头强劲，赢得众多科研人员的关注【2】，已经成为新一代微纳器件功能薄膜制备中的一项关键技术，为制造低成本、超精细的微纳器件创造了条件。如图1所示，根据数据，从2004-2015年，ALD设备的市场份额每年增加约22%。同时表1，也列出了现在以及未来，ALD和PEALD技术可能的微电子应用范围【3】。实用文案标准
