ALD 和 ALE 是微納制造領(lǐng)域的核心工藝技術(shù)，它們分別從沉積和刻蝕兩個(gè)維度解決了傳統(tǒng)工藝在精度、均勻性、選擇性等方面的挑戰(zhàn)。兩者既互補(bǔ)又相輔相成，未來(lái)在半導(dǎo)體、光子學(xué)、能源等領(lǐng)域的聯(lián)用將顯著加速技術(shù)革新。

核心概念與原理

ALD（Atomic Layer Deposition）：

原子層沉積是一種逐層生長(zhǎng)薄膜的工藝。

每個(gè)循環(huán)通過(guò)“自限性反應(yīng)”，將化學(xué)前體逐層吸附并反應(yīng)，沉積一個(gè)原子層的材料。

目標(biāo)：構(gòu)建具有高均勻性、無(wú)缺陷、埃級(jí)厚度精度的薄膜。

2. ALE（Atomic Layer Etching）：

原子層刻蝕是逐層去除材料的工藝。

每個(gè)循環(huán)分兩步完成，首先激活表面化學(xué)，然后物理去除一個(gè)原子層。

目標(biāo)：在不損傷材料的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的精準(zhǔn)刻蝕。

工藝流程對(duì)比

性能與應(yīng)用對(duì)比

應(yīng)用實(shí)例

ALD 應(yīng)用：

半導(dǎo)體制造：在柵極上沉積高介電常數(shù)材料（如 HfO?），減少漏電流并提升器件性能。

納米能源：在太陽(yáng)能電池上均勻沉積鈍化膜，提高光電轉(zhuǎn)換效率。

光學(xué)與光子學(xué)：制造高質(zhì)量抗反射涂層。

2. ALE 應(yīng)用：

先進(jìn)節(jié)點(diǎn)技術(shù)：用于 7nm 及以下制程中極窄線寬結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)刻蝕。

3D NAND 制造：在高深寬比的存儲(chǔ)單元中實(shí)現(xiàn)均勻溝槽刻蝕。

MEMS 器件：對(duì)微通道或微透鏡陣列進(jìn)行無(wú)損刻蝕。

主要區(qū)別總結(jié)

目的不同：

ALD 用于添加材料，構(gòu)建超薄、均勻的薄膜層。

ALE 用于移除材料，加工出超細(xì)、精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。

2. 精度驅(qū)動(dòng)機(jī)制：

ALD 依賴于化學(xué)吸附和分子反應(yīng)來(lái)保證厚度的均勻性。

ALE 通過(guò)化學(xué)激活和物理刻蝕，確保刻蝕深度可控。

3. 適用范圍：

ALD 偏向表面涂覆、界面構(gòu)建。

ALE 偏向圖案加工、形貌刻蝕。

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

ALD 與 ALE 的聯(lián)用：

在復(fù)雜器件制造中，ALD 可用于涂覆保護(hù)層，ALE 精確刻蝕所需形貌。

兩者結(jié)合推動(dòng)高深寬比器件（如 GAA 晶體管、3D 存儲(chǔ)器）的發(fā)展。

2. 高效前體開發(fā)：

ALD 和 ALE 都需要化學(xué)前體，其反應(yīng)性、選擇性決定了工藝效率與質(zhì)量。

開發(fā)環(huán)保型、易清除的高活性前體是未來(lái)方向。

3. 設(shè)備優(yōu)化：

提升 ALD 與 ALE 的工藝速率，兼顧量產(chǎn)能力和精度控制，推動(dòng)技術(shù)在先進(jìn)制程中的應(yīng)用。

ALD 和 ALE 是微納制造領(lǐng)域的核心工藝技術(shù)，它們分別從沉積和刻蝕兩個(gè)維度解決了傳統(tǒng)工藝在精度、均勻性、選擇性等方面的挑戰(zhàn)。兩者既互補(bǔ)又相輔相成，未來(lái)在半導(dǎo)體、光子學(xué)、能源等領(lǐng)域的聯(lián)用將顯著加速技術(shù)革新。