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隨著芯片尺寸不斷縮小，這就要求器件和材料的尺寸不斷減小，而器件的長(zhǎng)寬比不斷增大，減低了使用材料的厚度，使之至幾個(gè)納米數(shù)量級(jí)。特別是當(dāng)芯片制造工藝水平進(jìn)入5納米節(jié)點(diǎn)以后，如何延續(xù)摩爾定律已成為半導(dǎo)體行業(yè)的一大難題。

2007年底，美國(guó)Intel公司推出了基于45納米節(jié)點(diǎn)技術(shù)的酷睿處理器，首次將ALD技術(shù)沉積的高介電常數(shù)材料（high-?）和金屬柵組合引入到集成電路芯片制造中，順利將摩爾定律延續(xù)至當(dāng)下最先進(jìn)的5納米鰭式晶體管（FinFET）工藝制程，并將繼續(xù)支撐集成電路制造技術(shù)延續(xù)到3納米和2納米的全環(huán)繞柵極晶體管（Gate-All-Around GAAFET）技術(shù)。

近年來，原子層刻蝕(Atomic Layer Etching，ALE)及原子層沉積(Atomic Layer Deposition，ALD)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得半導(dǎo)體材料和器件的新功能和新應(yīng)用成為可能。ALD技術(shù)的誕生最早可以追溯到20世紀(jì)六、七十年代，自2001年國(guó)際半導(dǎo)體協(xié)會(huì)將ALD技術(shù)列入與微電子工藝兼容的候選技術(shù)以來，其發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，受到了廣泛關(guān)注。

ALD技術(shù)

ALD技術(shù)是一種在襯底表面以單原子層為單位逐層生長(zhǎng)薄膜的技術(shù)，這種技術(shù)與化學(xué)氣相沉積(CVD)有相似之處，即將多種不同的化學(xué)前驅(qū)體源以氣態(tài)通入反應(yīng)腔，在一定的溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成所需的薄膜材料。但其生長(zhǎng)過程于CVD有明顯區(qū)別，ALD生長(zhǎng)過程是將參與反應(yīng)的前驅(qū)體源交替通入反應(yīng)腔，使其分別在基底表面發(fā)生自限制的化學(xué)反應(yīng)，每通入一次前驅(qū)體源僅能在基底表面生長(zhǎng)一層目標(biāo)薄膜材料的原子。ALD技術(shù)的這種獨(dú)特的生長(zhǎng)機(jī)理，使其可以在大面積、復(fù)雜形貌的基底表面上生長(zhǎng)出均勻、致密、無針孔、高保形性的薄膜，可以在原子層尺度上精確控制所需薄膜的厚度，并擁有較高的工藝穩(wěn)定性和可重復(fù)性?；谶@些特殊的優(yōu)勢(shì)，ALD技術(shù)迅速被工業(yè)界采用并成為了生長(zhǎng)半導(dǎo)體材料鈍化層、柵介質(zhì)層和銅擴(kuò)散阻擋層的主流工藝。

ALE技術(shù)

ALE技術(shù)是將傳統(tǒng)的連續(xù)刻蝕工藝結(jié)合ALD自限制逐層反應(yīng)機(jī)理而形成的一種新興的刻蝕技術(shù)。與ALD類似，ALE也是分步進(jìn)行的，即先通入反應(yīng)物與薄膜表面原子反應(yīng)，弱化表面單層原子與薄膜之間的連接鍵，然后通入等離子體使表面的改性分子脫附，露出薄膜材料的下一層原子，兩步循環(huán)進(jìn)行，每個(gè)周期剝離表面的一層原子。ALE的反應(yīng)機(jī)理具備ALD工藝的自限制性，即表面反應(yīng)一旦飽和，反應(yīng)將不會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，這使其具有很多類似于ALD的優(yōu)點(diǎn)，其刻蝕精度、平整度、隨形性、工藝穩(wěn)定性和可重復(fù)性遠(yuǎn)勝于連續(xù)刻蝕，并且ALE刻蝕之后的材料表面依然平整完好。除了能夠提供精準(zhǔn)刻蝕的光滑表面之外，ALE還有一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)：若采用各向同性的改性和脫附步驟，ALE方法能夠?qū)崿F(xiàn)各向同性刻蝕，可對(duì)復(fù)雜形貌的材料表面執(zhí)行均勻、一致的刻蝕。

然而，由于柵氧層對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）性能的直接影響，這道工藝制程對(duì)ALD設(shè)備的要求極高，全球范圍內(nèi)也只有極少數(shù)國(guó)外的知名半導(dǎo)體設(shè)備公司能夠提供滿足此工藝要求的ALD設(shè)備，此項(xiàng)技術(shù)因此也處于被絕對(duì)壟斷的狀態(tài)。尤其是對(duì)于起步較晚的中國(guó)半導(dǎo)體芯片制造，嚴(yán)格把控的技術(shù)壁壘使得ALD設(shè)備成為阻礙中國(guó)芯片技術(shù)進(jìn)步的重要阻礙之一。

廈門韞茂科技有限公司

廈門韞茂就是這樣一家專業(yè)從事納米級(jí)表面成膜的高科技裝備制造企業(yè)，坐落于廈門集美區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)園，由美國(guó)斯坦福博士以及在美國(guó)硅谷專業(yè)從事高端裝備制造的海歸團(tuán)隊(duì)組成，2018年成立至今已形成工藝開發(fā)部、產(chǎn)品設(shè)計(jì)部、裝備制造部、品質(zhì)檢查等核心部門，擁有20余人的核心專業(yè)團(tuán)隊(duì)，已形成以UHV超高真空鍍膜裝備，ALD原子層成膜系統(tǒng)、PVD、IBE離子束刻蝕系統(tǒng)等一系列微納加工設(shè)備為核心的產(chǎn)品矩陣，廣泛應(yīng)用于新能源，量子科學(xué)，半導(dǎo)體、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、微納米技術(shù)、超導(dǎo)材料、LED/OLED、太陽(yáng)能光伏等領(lǐng)域，為廣大科研院校和企業(yè)用戶提供全方位的解決方案。