ALD技术工艺原理、优势及应用

  束热蒸发技术，相继发展出PECVD、ALD原子层沉积技术、磁控溅射技术等等，技术地位日益凸显。本报告嘉宾来自国内副总经理叶国光。叶总主要研究方向为化合物半导体器件与ALD原子层沉积技术，在，LD，HEMT与VCSEL的技术开发与ALD应用于半导体器件的技术领域颇具权威。本报告主要从半导体设备发展以及ALD技术、ALD镀膜介绍以及邑文科技的国产化设备之路三方面详细的介绍了ALD的设备工艺原理以及优势，重点分享了ALD设备的各项应用领域，以及如何运用在光学镀膜之上。

  原子层沉积是一种化学气相镀膜方法，可获得高均匀性和保形性的超薄薄膜。基于表面控制和表面与气态前驱体之间的自饱和吸附反应。薄膜通过连续的原子层进行生长à精确控制薄膜厚度和化学成分。线 mbar)，在中低温下(通常100-400 °C, 甚至低至室温);可选择等离子体增强。

  原子层沉积的工艺分成四个步骤，以镀一个AB膜层为例，首先将含有A的物质放入腔体，把B的物质吸走，使得A和B在表明产生一个膜层。其次把多余的产物带走，这样等于一个原子层沉积在上面。所以这是一个表面的反应。这个工艺不管什么样的形貌都可以镀上去，这样一层一层上去，就叫做原子层沉积的技术。

  一、表面控制反应：对比PVD、CVD、ALD和电镀， ALD技术不管怎么样的形貌，它都可以百分之百把它镀上去。这里有一个台阶覆盖率，尤其是一个凹槽的结构，最底层和最上面的镀膜的厚度的比例，它能做到几乎百分之百。PVD、CVD只能做到30%到70%，所以ALD就非常有优势。

  二、任何形貌的表面都可以均匀的成膜：因为它是一个表面反应，不是源反应，一般PVD、CVD是源反应，ALD是表面反应，ALD除了台阶覆盖比较强，还有一个优点就是致密性比较高、工艺温度能很低，它能做到50度就能成膜上去，而且成膜的致密性非常好。

  一、AR眼镜：ALD在AR技术里面，有一个技术叫做量子点的Micro LED。各位明白量子点很怕水汽，水汽进去它会衰减。所以现在很多人就用一些镀膜方法来防止它的水汽泄露。ALD刚好是一个非常致密的材料，可以把它包覆起来，还能够低温的镀膜。所以低温是ALD非常好的优点，尤其做防水汽方面，对于敏感材料是一个很好的工艺工具。

  AR眼镜除了光源是Micro LED以外，要把光投影到我们的眼睛的正前方则需要做一个光波导。光波导目前都是用闪耀光栅的技术，闪耀光栅是在这个工艺里面做两个斜度不一样的，大概是可见光等级刻度的光栅。光栅有的用二氧化钛刻成特定光栅图形，有的是用有机的压印胶，做完之后在上面做一个二氧化钛的低温工艺，接着进行相位的转换，让我们的Micro LED光可以投影到正前方。这个工艺具体就是用ALD来做的。

  二、手机光学薄膜：目前小米的手机镜头镀膜已经使用了ALD技术。由于要达到较高的反射率，基本是用ALD技术来制作增透膜。ALD低温AR镀膜能解决光学树脂玻璃的增透需求。苹果iPhone14也开始用ALD工艺，不断推动ALD光学镀膜取代PVD。基本上就是要做到能够跟PDD一样的效果，而且它的成本要跟PDD一样，这是一个很大的挑战。目前10cmx10cm的光学树脂玻璃可以做30片光学镜头。10%的渗透率，需要1600万片10cmx10cm光学树脂玻璃。每个月ALD需要镀膜133万片光学树脂玻璃。

  使用ALD光学镀膜的效果：能减轻鬼影现象：一般如果没有加ALD镀膜或者一般的光学镀膜，鬼影是非常大的。如果有镀膜，可以把鬼影的问题解决掉，这就是为什么高阶手机慢慢在用ALD的技术来做。

  邑文科技是2011年成立的，在2018年开始转型做全新的自有品牌的国产设备。目前邑文有院子层刻蚀设备、薄膜、刻蚀和去胶设备。在2019年就交付了首台自研的设备，在疫情三年我们就从二手设备公司转型成为自研设备的公司。功率半导体、微显示与光学是邑文科技重点发展的领域。

  邑文电子的目标是成为高端IC28nm工艺节点的设备供应商，打破薄膜刻蚀设备巨头（TEL,AMAT,LAM,ASMI）的垄断。目前基本上所有先进的工艺设备都被TEL、AMAT、LAM、ASMI等公司把控住。我们大家都希望未来5到10年，在先进的工艺上我们也可以慢慢替代这些设备。最后跟大家用5个心来共勉：沉下心、合下心、用下心，我们的“芯”很快就会放下心。

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