ALD/CVD原理
特點&技術介紹
ALD(原子層沉積）
原理及特點
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.
ALD 是一種化學氣相沉積(CVD)技術。它最初被用于生產納米結構的絕緣體(Al2O3/TiO2)和薄膜電致發光顯示器（TFEL）的硫化鋅(ZnS)發光層。得益于ALD 技術的發展，此類顯示器在80年代中期開始大規模生產。ALD 技術特有的屬性和工藝的高可重復性是促使工業化生產成功的關鍵因素。
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ALD技術優勢
>前驅體與基底材料的化學吸附保證了極佳的附著力。
>表面反應的自限制性使工藝的自動化成為可能，同時不需要精確 的劑量控制和操作人員的持續介入。
>薄膜的數字化的有序生長過程提供了在沒有原位反饋或是操作人員的干預的條件下極高的薄膜精度。
>表面反應確保了在任何條件下薄膜的高保型，不管基底材料是致密的、多孔的、管狀的、粉末狀的或是其它具有復雜形狀的物體。
>一個循環的薄膜生長厚度是由工藝決定的，但通常是1? (0.1 nm)。
>ALD 可以沉積厚度小于1納米的薄膜。 在某些工業應用中薄膜厚度僅為0.8納米。
>表面控制生長特性使得通過提高批量及增加基底面積，從而擴大產能成為可能。
ALD技術應用領域
| 能源 | 微電子 | 催化 | 生物 | 納米 | 光學 |
| 三維全固態鋰電池 | MOSFET器件 | 顆粒和高深寬比結構 | 生物模板和仿生 | 微納機電系統 | 光子晶體 |
| 納米結構光電極 | 碳納米管 | 負載型金屬催化劑 | 生物相容性涂層 | 納流體器件 | 光子晶體 |
| 表面鈍化和敏化 | 半導體FET器件 | 氧化物催化劑 | 生物檢測電子器件 | 單分子傳感器 | 表面等離激元 |
| 能帶調控 | 隨機存儲器 | 生物檢測電子器件 | 磁隧道結器件 | 光學微腔 | |
| 燃料電池 | 阻變存儲器 | 聚合物 | 其他光學器件 |
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在半導體行業
ALD技術可以應用于芯片制備工藝中MOSFET柵極的H-K介質膜、DRAM電容電極的H-K介質膜、Cu與Low-K絕緣介質間的阻隔層等薄膜層的沉積
在生物催化領域
原子層沉積（ALD）是一種原子/分子級別精準可控的高質量薄膜沉積技術，能夠沉積金屬、氧化物、硫化物、氮化物、聚合物和無機-有機雜化聚合物等各種材料，具有均一性、厚度、重復性和組成控制精度高的優勢。
CVD(化學氣相沉積）
原理及特點
>化學氣相沉積乃是通過化學反應的方式，利用加熱、等離子激勵或光輻射等各種能源，在反應器內使氣態或蒸汽狀態的化學物質在氣相或氣固界面上經化學反應形成固態沉積物的技術。簡單來說就是：兩種或兩種以上的氣態原材料導入到一個反應室內,然后他們相互之間發生化學反應，形成一種新的材料，沉積到基片表面上。
>CVD技術根據反應類型或者壓力可分為低壓CVD(LPCVD)、常壓CVD(APCVD)、亞常壓CVD(SACVD)、超高真空CVD(UHCVD)、等離子體增強CVD(PECVD)、高密度等離子體CVD(HDPCVD)、快熱CVD(RTCVD)、金屬有機物CVD(MOCVD)。
CVD的技術特點
>沉積反應如在氣固界面上發生則沉積物將按照原有固態基底(又稱襯底)的形狀包覆一層薄膜。
>涂層的化學成分可以隨氣相組成的改變而改變從而獲得梯度沉積物或得到混合鍍層。采用某種基底材料，沉積物達到一定厚度以后又容易與基底分離，這樣就可以得到各種特定形狀的游離沉積物器具。
>在CVD技術中也可以沉積生成晶體或細粉狀物質，或者使沉積反應發生在氣相中而不是在基底表面上，這樣得到的無機合成物質可以是很細的粉末，甚至是納米尺度的微粒稱為納米超細粉末。
>CVD工藝是在較低壓力和溫度下進行的，不僅用來增密炭基材料，還可增強材料斷裂強度和抗震性能是在較低壓力和溫度下進行的。
CVD技術的發展
>CVD技術不僅可以在基片上進行涂層，而且可以在粉體表面涂層等。特別是在低溫下可以合成高熔點物質，在節能方面做出了貢獻，作為一種新技術是大有前途的。例如在1000℃左右可以合成a-Al2O3、SiC，而且正向更低溫度發展。
國內CVD現狀
>我國集成電路、半導體產業發展迅速，規模不斷擴大，技術不斷進步，對薄膜沉積相關設備需求快速增長，化學氣相沉積是集成電路、半導體領域應用最為廣泛的薄膜沉積技術，因此我國CVD設備需求快速上升。在此背景下，我國CVD設備生產企業開始增多，代表性企業主要有北方華創、沈陽拓荊、捷佳偉創、無錫松煜等。但與國際先進企業相比，我國CVD設備行業技術實力較弱，市場份額占比較低，國外企業占據主導地位。
CVD技術應用領域
| 硬質涂層 | 防護涂層 | 光學薄膜 | 鍍膜玻璃 | 太陽能 | 集成電路 | 顯示器件 | 信息存儲 | 裝飾飾品 |
| 機械工業 | 耐腐蝕層 | 減反膜 | 陽光控制膜 | 集熱器 | 分立器件電路 | 平板顯示器 | 磁信息存儲 | 裝飾件底材 |
| 切削工具 | 熱障涂層 | 反射膜 | 低輻射率膜 | 光-伏轉換 | 有源器件 | 陰極射線管 | 磁光信息存儲 | 裝飾薄膜種類 |
| 金剛石涂層 | 防偽薄膜 | 智能窗玻璃 | 太陽能電池 | 無源元件 | 全光信息存儲 | 基材裝飾品 | ||
| 薄膜電阻器 | 全光信息存儲 | 塑料件裝飾膜 |