NLD4000型原子層沉積案例解析

NANO-MASTER NLD-4000 型等離子增強原子層沉積系統可以提供高品質的薄膜沉積，通過配套 ICP 離子源系統可以支持 PEALD 和 T-ALD 等廣泛應用。

眾多的優勢配置，使得NLD-4000 型系統具有許多優勢：

√ 超高的薄膜均勻性

√ 良好的粘附力

√ 超凈的沉積（高真空支持）

√ 出色的工藝控制

√ 高度的可重復性（計算機全自動工藝控制）

√ 易使用（可直接調用編好的工藝程序）

√ 運行可靠（所有核心組件均帶有保護）

√ 低維護（完整的安全互鎖）

√ 高、低溫基片樣品臺

√小的占地面積 26"x44"

√ 全自動工藝控制

客戶案例參數：

Al2O3生長

案例表明：采用熱原子層沉積技術，在6"晶圓片上生長 Al2O3（采用 TMA 和水），200℃溫度，分別使用 100個cycle（沉積速率 1.3?）和 300 個cycle（沉積速率1.2?），生長的膜厚分別為136 ?和360?，膜厚均勻度分別為 0.36%和0.27%（6"晶圓范圍），折射率分別為1.68 和 1.67，可以實現非常高的均勻度和穩定性。

GaN生長

案列表明：采用等離子輔助沉積技術，在6"晶圓片上生長 GaN（采用GaCl3和N2等離子），400℃溫度，使用150個cycle（Cycle時間10s,脈沖時間60ms），生長的膜厚為244?，膜厚均勻度分別為0.3%（6"晶圓范圍），可以實現非常高的均勻度和穩定性。

01 產品優勢之 ICP源

NANO-MASTER ICP 源為淋浴頭平面遠程離子源，均勻氣流分布、高離子密度（優于1011）、低等離子溫度、低等離子勢能、低腔體占空比，使該系統具有等離子分布均勻、生長速率高、薄膜損傷低、Cycle時間快、薄膜純度高的優勢。無石英視窗腐蝕問題。

02 產品優勢之 工藝

通過我們的工藝和設備設計，對于氧化物和氮化物的生長，我們可以實現工藝時間減半，效率加倍。不用 NH₃ 可降低 H 摻雜，且不用處理 NH₃ 尾氣。

主要工藝優勢如下：

√ 生長/周期：2.3?/Cycle（可達到加倍的效率）；

√ 膜厚偏差：優于 0.37%；

√ 薄膜保形型：接近于 1o0%的階梯覆蓋率（三維鍍膜）；

√ 兆分之一級的表面粗糙度（光學級別）；

√ 短 Cycle 時間（效率加倍）；

√ 超凈的沉積（前驅體切換更*）；

√ 兼容百級超凈間使用；

√ 設計：熱工藝和等離子工藝可在小化的腔體空間內成功完成；

√ 靈活性：在選擇材料和前驅體方面具有大的彈性（可支持任意尺寸和形狀）；

√ 薄膜品質：通過渦輪分子泵進一步優化雜質去除，獲得更高品質的高純薄膜；

√ 等離子源：平面的遠程 ICP 源設計，帶淋浴頭氣流分布；

√ 軟件：帶 Labview 軟件的全自動設計，直觀的界面，提供大的彈性和重復性，同時維持工藝的動態控制；

√ 占地面積：緊湊型設計，NLD-3500 僅 26"x26"，NLD-4000 僅 26"x44"

03 產品優勢之 腔體設計

NANO-MASTER采用緊湊型優化設計的13"陽極氧化鋁，帶一鍵式氣動升降頂蓋的腔體設計，使得該腔體在操作和維護方面具有非常便捷的優勢，并且避免機械摩擦造成的腔門磨損問題。超凈的陽極氧化鋁腔體可以兼容百級超凈間使用。觀察視窗位于下腔體，可實時觀察腔體內的等離子情況。

04 產品優勢之 樣品臺

NLD-4000 可升級為帶 RF 的偏壓樣品臺，用于沉積前對基片的等離子預清洗，或用于腔體清洗。z高可加熱到 400℃并在整個樣片區域保持高均勻度，通過 PID 精確控溫維持溫度穩定。如果選配 Auto L/UL，樣品臺可升級為帶頂針升降機制的樣品臺，可從預真空臂自動傳輸樣片。

05 產品優勢之 真空系統（分子泵為選配）

NANO-MASTER磁懸浮渦輪分子泵，超低維護率，抽速可達 500L/Sec。采用真空直連設計，分子泵和腔體之間具有z佳的真空傳導率。系統可以在 8小時內達到極限真空（3x10^-7Torr），20 分鐘可達到 10^-6Torr 量級的高工藝真空。系統通過計算機直接控制渦輪分子泵的渦輪速度，可以實現工藝腔體下游壓力的全自動調節，快速穩定。如無磁懸浮渦輪分子泵，系統配置真空泵，可以達到 50mTorr 的極限真空。

06 產品優勢之 自動預真空室（選配）

預真空室有全自動上下片功能，支持單晶圓自動上下片，可以支持在不中斷工藝腔真空的狀態下連續處理。該功能可全自動實現包含自動進樣、自動對準、自動送出樣品，升降單元可實現快速定位，并且確保晶圓片跟樣品臺直接接觸，獲得z佳的溫度傳導率。自動預真空室包含步進電機線性驅動，氣動隔離門，70L/Sec 抽速的渦輪分子泵和 ISP-250型干泵，本底真空可達 5x10^-6Torr，并配套獨立的 Inficon 全局真空計。自動上下載片配置使得熱基片在暴露大氣環境之前可在 N₂ 氣氛中冷卻，避免氧化。

07 產品優勢之 ALD過濾器

NANO-MASTER NLD 系列的 ALD 系統均配置大面積的 ALD Filter，該過濾器可以吸收多余的沒有反應掉的前驅體，無需額外處理前驅體的尾氣，一方面可以保護真空泵長期穩定運行，另一方面可以大大節省后期的尾氣處理成本。

08 產品優勢之 軟件控制

系統通過 Labview 軟件和 21"觸屏監控屏幕提供友好的操作界面，通過計算機實現全自動的工藝控制，使得該 PEALD 系統具有高度的可重復性。*的安全互鎖，四級密碼權限訪問保護，包含：操作者（運行菜單）、工程師（獨立控制子系統及菜單開發）、工藝工程師(編寫程序)、維護，菜單驅動。真空、氣流、分子泵速度、偏壓、閥門狀態等各工藝參數實時顯示。

Al₂O₃生長工藝界面

GaN生長工藝界面

09 產品優勢之 前驅體安全氣柜

系統為前驅體配套獨立的手套箱安全氣柜，這在打開前驅體容器的手動閥時可提供額外的安全保護。

多可提供 7 路 50cc 容器，用于液態、固態、粉末等前驅體，帶電拋光不銹鋼氣體管路。對于液態容器z高可加熱到 200℃，管路和閥門可加熱到 130℃，帶 PID 精確溫度控制，通過計算機可設定加熱溫度。每路前驅體包含獨立的 ALD 脈沖閥、管路和閥門加熱器，及傳輸管路。

10 產品優勢之 系統設計

系統提供緊湊型的設計，占地面積緊湊，性能出色，控制*，全面的安全保障。*的設計，確保了系統緊湊的同時維持了高品質的性能。對于 4000 型系統，左側為手套箱安全氣柜、氣路和真空相關的配置，右側為控制和儀表的配置。

11 產品優勢之 影響力

Compound Semiconductor Journal 復合半導體期刊關于我們的 ALD 系統的報道：

Ammonia free ALD nitrides films 無氨 ALD 氮化物薄膜生長

GaN 和 AlN 通過 N₂ 等離子沉積，消除了對氨氣的依賴，對運行成本帶來很大的節省。由于處理氨氣要求工藝減排。

Paper Presented at the 2016 ICMCTF Conference 發布于 2016 年薄膜會議上的論文：

PE-ALD Deposition of GaN using GaCl3 and N2 on Si wafers

使用 GaCl3 和 和 N2在硅晶圓表面上通過等離子增強 ALD系統沉積 GaN

使用我們的 ALD 系統于 GaN 生長，我們已經證明了可使用連續的N₂等離子和單前驅體脈沖來實現，或者以短的可能 Cycle 時間來實現。

生長的結果表明：

√ 在許多 Cycles 中保持線性

√ Cycle 時間和溫度之間互不影響

√ 膜厚為 2?

以上所列的產品優勢、NM專業嫻熟的技術研發團隊以及可靠及時的售后服務是NM產品質量的保證。NLD-4000型原子層沉積系統在國內外均有銷售，并且得到了客戶們的好評。NM將繼續用我們的實力、我們的專業、我們的誠意為您提供優質的產品及服務。