全自動原子層沉積系統是一種利用自限性化學反應,精確控制材料厚度并沉積超薄薄膜的技術。ALD技術以其在材料科學、微電子學和納米技術中的獨特優勢,特別是在沉積均勻性、材料一致性、以及在復雜三維結構上的沉積能力,廣泛應用于半導體、光電器件、太陽能電池、儲能器件等領域。

1.反應腔體:反應腔體是ALD沉積過程的核心,通常采用不銹鋼或鋁合金材料制造,以承受高溫高壓,并保證反應過程中的氣體流動和反應的充分進行。腔體內部設計有適配不同氣體引入的接口。
2.氣體輸送系統:ALD過程需要準確控制前體氣體的流量、壓力和注入時長,因此氣體輸送系統通常包含多個高精度氣體流量計、壓力調節器、閥門及反應物供氣系統。氣體的選擇和流量對薄膜的質量至關重要。
3.溫度控制系統:ALD系統通常需要在較高的溫度下進行反應,因此精確的溫控系統尤為重要。溫控系統包括加熱器、溫度傳感器及調節器,以確保基材的溫度在預定的范圍內。
4.自動化控制系統:配備了自動化控制系統,包括先進的計算機控制和軟件程序,能夠自動化地控制氣體的引入、流量調節、溫度設定等操作。這些系統可以進行在線監測,實時反饋并調整工藝參數,確保每個沉積周期的精確性。
5.基材搬運系統:為了保證ALD的高效運行,系統通常設計了基材的自動加載與卸載系統。這一系統通常能夠自動化地將基材放入反應室中并取出,減少人工干預,提升生產效率。
6.廢氣處理系統:由于ALD過程中的氣體反應生成的副產品可能具有毒性或污染性,因此需要一個完善的廢氣處理系統,確保環境安全和設備的長期穩定運行。
全自動原子層沉積系統的優勢:
1.精準控制沉積厚度:ALD技術可以實現單原子層的精確沉積,適用于超薄膜的制造。
2.良好的膜均勻性和致密性:ALD能夠在復雜形狀的基材上實現均勻的薄膜沉積,尤其適合微小和復雜的三維結構。
3.高質量的薄膜:由于其自限性反應,ALD沉積的薄膜質量高,雜質少,適用于要求高品質材料的應用場合。
4.良好的可擴展性:全自動系統能夠提升生產效率,適合大規模生產。