来源 :电子发烧友网2023-11-02
|ALD技术是当下最主流的薄膜沉积技术之一
10月13-14日，由张江高科、芯谋研究联合主办的第九届张江高科·芯谋研究集成电路产业领袖峰会在上海浦东张江召开，微导纳米CTO黎微明博士在次日举办的设备材料分论坛中以《ALD技术在先进半导体芯片的应用及国产化展望》为主题发表演讲。
器件结构逐渐愈来愈复杂，深宽比越来越大，驱动着薄膜沉积技术的进步。按工艺原理的不同，薄膜沉积可分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD），以及电镀等等。进入到2000年以后，逻辑芯片和存储芯片的制造工艺难度增加，传统的PVD和CVD难以满足市场需求，ALD（原子层沉积）技术作为一种新型的沉积技术开始受到行业关注。同时，全球ALD技术在基础研究方面发展提速，相关知识产权以及研发人员数量快速增加，让ALD技术成为了当下最主流的薄膜沉积技术之一。
黎微明博士指出，传统的PVD和CVD在镀膜方面具有局限性。ALD技术特点在于可在复杂形貌上，完成原子层精度控制能力的高质量薄膜沉积工艺。具体来看，ALD技术具有三维共形性，可广泛适用于不同形状的基底。其次ALD技术是单层叠加生长，所以能够保障成膜质量、均匀性。第三，ALD技术可实现亚纳米级的薄膜厚度控制。第四，ALD技术的掺杂工艺可以实现新功能薄膜复合材料的制备。
在后摩尔时代，ALD 技术在high-k材料、金属栅、电容电极等工艺中均存在大量应用，可被广泛应用于逻辑芯片、存储芯片、化合物半导体等领域。随着未来新兴市场的发展，ALD需求会将进一步扩大。
ALD技术壁垒高。在2020年之前，全球高端ALD装备市场份额中，国产装备几乎为零。2020年微导纳米出货了第一台国产量产型high-k ALD设备，交付国内芯片厂做验证，不到一年时间验证通过，实现了国产ALD设备“从0到1”的突破。经过近两年的发展，以微导纳米为代表的国产高端ALD装备在逻辑、存储等领域均取得了不错的成绩。
黎微明博士表示：“国产装备、材料、下游企业的创新驱动势头非常迅猛。微导纳米也一直秉承着创新理念支持ALD技术的发展。”
在国产化创新方面，微导纳米做了大量工作，是第一家将ALD技术规模化应用于光伏领域的企业。微导纳米提出了新的技术、新的设计理念，实现了PEALD设备的量产。PEALD技术是一种基于等离子体增强辅助反应的ALD，在制备纳米电子器件和光电器件方面有广泛的应用。
关键零部件的发展是ALD技术的重要环节。目前，关键零部件国产化正得到全产业链高度重视，快速发展，但短期内满足产业化要求具有挑战。
黎微明博士指出，设备中的零部件国产化率提升，需要和下游客户共同努力。下游客户对国产化关键零部件的引入和评估，对于国产化率的提升有非常大的作用。
作为一家致力于ALD发展的本土企业，微导纳米计划在半导体领域，未来能够基本覆盖4寸、6寸、8寸到12寸晶圆的市场需求；推动现有制程技术国产化，引领国内技术升级；推动创新国内技术迭代，替代关键工艺技术国产化；在3D-IC、OLED封装、功率半导体等方面，希望突破全球技术市场，抢占市场发展制高点。
黎微明博士总结道：“ALD 技术本土化以及在一些关键行业领域的最新进展表明，IC制造所需国产ALD装备正在逐渐实现产业化。在新时期，国内相关企业要通过努力创新，抓住发展机遇，让ALD技术能够充分发挥其前瞻性和共性技术的作用。未来，国产化ALD技术在尖端半导体制造领域的产业化前景广阔。”