Qu’est-ce qu’un équipement ALD ?
L’équipement ALD (dépôt de couches atomiques) est utilisé pour former des films minces à l’échelle nanométrique par dépôt de couches atomiques (ALD).
Les couches atomiques étant déposées couche par couche, l’ALD se caractérise par sa capacité à contrôler avec précision l’épaisseur du film et à obtenir un film dense et étagé. Elle présente toutefois l’inconvénient d’une vitesse de dépôt lente.
Le dépôt ALD utilise un certain nombre de matériaux organométalliques, dont beaucoup sont nocifs pour le corps humain et hautement pyrophoriques. Leur manipulation nécessite des connaissances spécialisées et une extrême prudence.
Utilisations de l’équipement ALD
Les équipements ALD sont souvent utilisés dans les processus de production de semi-conducteurs et de FPD. Ces dernières années, cette technologie est devenue indispensable dans la production de DRAM. Voici quelques exemples de couches minces produites par l’équipement ALD.
1. Film d’oxyde en grille
Films minces à haute constante diélectrique nécessaires à la formation de transistors tels que les FET. Les films d’oxyde tels que Al2O3 et ZrO2 sont principalement utilisés.
2. Film barrière
Le film de nitrure formé par ALD est parfois appelé film barrière. Il est utilisé pour empêcher la diffusion des métaux de transition, tels que le matériau de câblage Cu, et pour empêcher la contamination métallique et la dégradation de l’isolation autour du câblage.
3. Film anti-perméation
Il s’agit d’un film fin utilisé pour empêcher l’humidité et d’autres substances de pénétrer dans le matériau de base en résine et le panneau OLED. En empêchant la pénétration de substances étrangères, il contribue au maintien de la qualité et à une durée de vie plus longue.
Le plus souvent utilisé dans l’industrie comme décrit ci-dessus, mais également dans l’industrie biomédicale. Les exemples typiques sont les articulations et les os artificiels, où une membrane biocompatible est formée sur les os artificiels métalliques pour éviter le rejet. Il est également utilisé pour enrober des médicaments afin d’ajuster leur durée d’action.
Principe des équipements ALD
L’équipements ALD est équipé d’une chambre à vide en acier inoxydable ou en aluminium et se compose d’une partie d’alimentation en gaz de matière, d’une partie d’évacuation des gaz de matière et d’une unité de commande pour contrôler le processus.
Le matériau organométallique utilisé comme précurseur est appelé précurseur. Le précurseur est d’abord introduit dans la chambre à vide et adsorbé sur la surface du substrat. La chambre est ensuite évacuée une fois pour éliminer l’excès de précurseur, qui est ensuite oxydé et nitruré pour former un film mince.
Une couche atomique est formée au cours de ce cycle, qui peut être répété plusieurs fois pour déposer un film. Le processus de purge est également très important dans le processus de dépôt ALD, car différents précurseurs et sources d’oxydation peuvent rester dans la chambre et avoir un impact négatif sur la qualité du film.
Pour améliorer l’efficacité du dépôt, le substrat peut être chauffé ou assisté par plasma. La méthode de chauffage est appelée ALD thermique et la méthode assistée par plasma est appelée ALD plasma.
Autres informations sur l’équipement ALD
1. Différences entre les technologies ALD, CVD et PVD
CVD est l’acronyme de Chemical Vapor Deposition (dépôt chimique en phase vapeur) et PVD est l’acronyme de Physical Vapor Deposition (dépôt physique en phase vapeur).
L’ALD est également connue comme un type de CVD car elle utilise des gaz. Toutefois, la principale différence réside dans le fait que l’ALD permet de déposer des films couche par couche, contrairement à la CVD, où des composés tels que SiO2 et SiNx sont déposés comme de la poussière à la suite de la décomposition du gaz.
Le dépôt en phase vapeur (PVD) est une technologie qui utilise une méthode physique de dépôt plutôt qu’une méthode de dépôt gazeux ; dans le PVD, le matériau de dépôt est chauffé, pulvérisé, irradié par faisceau d’ions ou irradié par laser dans le vide pour évaporer ou disperser le matériau de dépôt sous forme de particules, qui sont ensuite attachées à l’objet et déposées sur ce dernier.
Lors du dépôt de films par ALD, il est possible de déposer des films sur des structures plus étroites et plus profondes que celles déposées par CVD et PVD. En particulier, la technologie ALD offre des capacités de dépôt supérieures lorsqu’il s’agit de déposer des films sur des pores d’une taille inférieure à 100 nm, car les gaz ALD peuvent pénétrer profondément dans le film, ce qui rend cette technologie tout à fait apte à déposer des films sur des objets comportant un grand nombre de petits pores.
2. Marché mondial des équipements ALD
Le marché mondial de l’ALD devrait atteindre 6 milliards EUR d’ici 2028. Le dépôt en phase vapeur (CVD) représente actuellement la majorité des parts du marché du dépôt de couches minces. Dans ce contexte, la technologie ALD joue un rôle très important dans le processus de fabrication des dispositifs semi-conducteurs et présente des performances de dépôt et une vitesse de production comparativement élevées. La technologie ALD est donc un marché qui continuera à se développer à l’avenir, en s’appuyant sur son importance unique.