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试论ALD技术制备金属材料的现状分析以及挑战

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试论ALD技术制备金属材料的现状分析以及挑战

作者:蔡蓓

来源:《卷宗》2016年第06期

摘要:随着经济社会的不断发展,我国工业生产过程中使用的技术越来越先进,其中在

金属材料的制备过程中,相关的技术人员经常采用ALD技术进行生产加工。通常情况下,ALD技术又称之为原子沉淀技术,这是一种三维共形沉积金属薄膜或者金属纳米结构的重要

技术方式。对此,本文将重点针对我国金属材料制备过程中的原子层沉积(ALD)技术的基本技术原理以及实际的加工制备特点进行分析,在此研究过程中结合其实际的应用情况对原子层沉积(ALD)技术的应用研究进展以及实际发展过程中所面临的相关技术挑战进行分析研究。

关键词:ALD技术;金属材料;制备;现状分析;挑战

纳米科技是我国工业生产加工中新型的一种技术工艺,特别是金属纳米结构以及三维共形沉积金属薄膜在我国的磁存储以及微电子和光电子以及催化等相关的技术领域都有十分重要的应用。在我国当前工业加工生产中,金属材料的制备需要采用先进的技术工艺,因此传统的加工制造工艺已经难以满足当前的发展需要[1]。通常而言,金属材料的制备需要采用平整均匀

以及三维贴合性能十分优越的金属膜层,因此在这样的发展背景下,原子层沉淀(ALD)技术(atomic layer deposition,ALD应用而生。

1 金属材料技术制备过程中ALD技术的概况分析

原子层沉积(ALD)技术的主要应用实践过程是将前驱体脉冲交替地通入反应腔,在沉积基底中进行表面化学吸附反应,从而产生一种金属薄膜。因此,从这一技术工艺的实际应用原理来看,原子层沉积(ALD)技术不是一个相对连续的技术工艺实践过程,而且通过许多的半连续化学反应进行工业生产。因此,在这一具体的工艺环节中,在每一个技术工艺流程的单元模块中,经过四大不同的循环过程,从而制备金属材料。具体而言,原子层沉积(ALD)技术的应用实践情况分为如下几种[2]:

首先,需要将前驱体A蒸汽脉冲通入到反应腔,使化学反应在暴露的衬底表面进行,然

后将高纯氩气或者氮气等惰性清洗气体通入反应腔中,通过化学反应将不能及时进行吸附的前驱体A蒸汽以及化学反应之后的副产物带出反应腔外,随之再将前驱体B蒸汽脉冲通入到反应腔中进行化学反应,这一化学反应是通过前驱体B蒸气脉冲与前驱体A蒸气脉冲进行化学反应,然后再将高纯氩气或者氮气等惰性清洗气体通入反应腔中进行化学反应,在此化学反应过程中,将前驱体B蒸气以及化学反应副产物带出化学反应腔之外,具体的技术工艺操作原理以及化学反应过程图示如下所示:

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