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普羅米修斯助力 Air Liquid 開發(fā)新型 ALD 前驅體

復納科技 2021-12-09 | 閱讀：2594

希臘神話中普羅米修斯竊取天機,，為人類帶來火焰與文明,。而納米科學家們無疑是我們時代的“普羅米修斯“,。原子層沉積技術（ALD）作為一種精確到原子層面的沉積技術,，探尋各種各樣的配方就如同”納米盜火者“一般,，將微觀世界的火種帶入現(xiàn)實,。

ALD 反應依賴于多種前驅體化學物質得到最終產(chǎn)物的一種氣相沉積技術,。由于 ALD 反應的自限制特性,，前驅體通常是過量的，從而保證表面的飽和化學吸附,，實現(xiàn)均勻包覆,。在半導體工藝中，ALD 技術已經(jīng)得到廣泛應用,。近年來,，隨著粉末 ALD 包覆研究：PALD（Particle ALD）的興起，前驅體的開發(fā)被賦予了更高的使命與要求,。開發(fā)新型 ALD 前驅體,，將是“納米盜火者”們不竭的使命。

開發(fā)各類前驅體是進行 ALD 反應的關鍵

對于粉末樣品,，由于比表面積的增大,，消耗的前驅體量也呈幾何數(shù)量級增長。這意味著,，相同質量下,，粉末樣品需要更多的前驅體進行 ALD 反應,。而粉末的粒徑越小，其比表面積越大,。相同質量的平面器件其表面積與 1mm 直徑粉末相差 10 倍以上,，而與 10μm 粉末比表面差異更接近 16000 倍，相當于一張課桌與標準足球場面積的差別,。

粉末 ALD 需要覆蓋的表面積遠遠高于平面器件

高比表面積的粉末樣品不僅對前驅體的用量提出更高的要求,，前驅體的存儲以及輸送方式同樣重要。對于半導體行業(yè)而言,，公斤級的前驅體儲存瓶即可滿足連續(xù)的生產(chǎn)要求,。但粉末 ALD 包覆，尤其是鋰電,，金屬等粉末樣品,，每年的處理量可達到噸級甚至百噸級，因此前驅體的供應需要使用更大的儲存系統(tǒng),。

粉末 ALD 對前驅體供應要求的范式轉變

此外,，并不是所有平面半導體工藝配方都可以被移植到粉末工藝中，而對于復雜的粉末包覆需求,，大量使用現(xiàn)有的前驅體將推高使用成本,。開發(fā)質量更高，成本更低的批量前驅體制備技術將是大規(guī)模應用 PALD 技術的必然選擇,。

目前,，能提供大批量前驅體的企業(yè)屈指可數(shù)，而法國液化空氣集團 Air Liquid 便是其中的佼佼者,。多年來,，Air Liquid 已為眾多行業(yè)的客戶提供服務，更是全球最大的工業(yè)氣體供應商,。為了開發(fā)新一代氣相前驅體,，Air Liquid 在全球設立 ALOHA 制造中心，已經(jīng)成功為半導體 45nm 以下 ALD 工藝提供從克級到噸級的前驅體產(chǎn)品,。

Air Liquid 的高介電常數(shù)鋯基前驅體產(chǎn)品

前驅體的開發(fā)離不開 ALD 設備的支持與驗證,，尤其是對于粉末樣品，好的研究工具是驗證配方可行性的重要平臺,。Forge Nano 是全球唯一可提供工業(yè)級 PALD 技術設備服務的企業(yè),。旗下的 P 系列 Prometheus 流化床粉末包覆系統(tǒng)可提供單次最高公斤級的粉末樣品處理量，是理想的 PALD 研發(fā)工具,。Air Liquid 作為 Forge Nano 的投資者與合作伙伴,，在日本分公司的東京創(chuàng)新園區(qū)使用 Prometheus ™ 研發(fā)系統(tǒng)來驗證用于 PALD 的 ALD 前驅體開發(fā)。

P 系列 Prometheus 的特點：

· 單批次 1mL - 600ml (~1kg) 粉末
· 專利的流化技術可實現(xiàn)均勻的流化和沉積
· 最高 8 通道 ALD 前驅體通道
· 可更換的反應器腔室,，確保不同批量粉末的精準包覆
· 敏感粉末的惰性隔離和處理能力

P 系列流化床粉末 ALD 包覆系統(tǒng)

“Forge Nano 將 Air Liquide 視為各個成熟市場的關鍵戰(zhàn)略投資者和合作伙伴,。我們很高興為他們提供研究系統(tǒng),，以加速 PALD 技術在日本和全球新應用的采用。一旦 Air Liquid 驗證成功,，我們將為終端客戶提供工藝生產(chǎn)規(guī)模的 PALD 設備,。”—— Forge Nano 產(chǎn)品管理總監(jiān) Daniel Higgs 博士

“Forge Nano 是尖端 PALD 工藝開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的領導者,。作為全球領先的 ALD 前驅體‘設計者’和供應商,，我們很高興安裝 Prometheus PALD 系統(tǒng)來支持我們的 ALD 前驅體開發(fā)，為我們的全球客戶和合作伙伴提供服務,?！薄?Air Liquid 先進材料新興市場全球總監(jiān) Nicolas Blasco

關于 Forge Nano

Forge Nano 是全球領先的 PALD 技術供應商，可提供從毫克到千噸級的粉末包覆“端到端”解決方案,。目前已經(jīng)接收包括大眾,，LG 化學，三井金屬等企業(yè)的投資,，開展鋰電電極材料以及金屬材料粉末 ALD 包覆的應用開發(fā)。

關于 Air Liquid

Air Liquid 是工業(yè)和健康領域氣體,、技術和服務的全球領導者,，其業(yè)務遍及 78 個國家/地區(qū)，擁有約 64,500 名員工,，為超過 380 萬客戶提供服務,。Air Liquid 的先進材料正在改變電子和技術科學。通過原子級工程進行創(chuàng)新,，為全世界的生活,、工作方式開辟無數(shù)新的可能。旗下的 ALOHA^TM 和 Voltaix? 產(chǎn)品對于制造大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)所需的計算機芯片至關重要,。