面對(duì)真空鍍膜多元的應(yīng)用市場(chǎng)，鍍膜技術(shù)的發(fā)展也從傳統(tǒng)的蒸發(fā)、電子束熱蒸發(fā)技術(shù)，相繼發(fā)展出PECVD、ALD原子層沉積技術(shù)、磁控濺射技術(shù)等等，技術(shù)地位日益凸顯。本報(bào)告嘉賓來(lái)自國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備龍頭企業(yè)無(wú)錫邑文電子科技有限公司副總經(jīng)理葉國(guó)光。葉總主要研究方向?yàn)榛衔锇雽?dǎo)體器件與ALD原子層沉積技術(shù)，在LED，LD，HEMT與VCSEL的技術(shù)開(kāi)發(fā)與ALD應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的技術(shù)領(lǐng)域頗具權(quán)威。本報(bào)告主要從半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展以及ALD技術(shù)、ALD最新應(yīng)用：光學(xué)鍍膜介紹以及邑文科技的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備之路三方面詳細(xì)介紹了ALD的設(shè)備工藝原理以及優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)分享了ALD設(shè)備的各項(xiàng)應(yīng)用領(lǐng)域，以及如何運(yùn)用在光學(xué)鍍膜之上。

ALD技術(shù)工藝原理

原子層沉積是一種化學(xué)氣相鍍膜方法，可獲得高均勻性和保形性的超薄薄膜?；诒砻婵刂坪捅砻媾c氣態(tài)前驅(qū)體之間的自飽和吸附反應(yīng)。薄膜通過(guò)連續(xù)的原子層進(jìn)行生長(zhǎng)à精確控制薄膜厚度和化學(xué)成分。真空工藝(通常 1-10 mbar)，在中低溫下(通常100-400 °C, 甚至低至室溫);可選擇等離子體增強(qiáng)。

原子層沉積的工藝分成四個(gè)步驟，以鍍一個(gè)AB膜層為例，首先將含有A的物質(zhì)放入腔體，把B的物質(zhì)吸走，使得A和B在表面形成一個(gè)膜層。其次把多余的產(chǎn)物帶走，這樣等于一個(gè)原子層沉積在上面。所以這是一個(gè)表面的反應(yīng)。這個(gè)工藝不管什么樣的形貌都可以鍍上去，這樣一層一層上去，就叫做原子層沉積的技術(shù)。

ALD的優(yōu)勢(shì)

一、表面控制反應(yīng)：對(duì)比PVD、CVD、ALD和電鍍， ALD技術(shù)不管怎么樣的形貌，它都可以百分之百把它鍍上去。這里有一個(gè)臺(tái)階覆蓋率，尤其是一個(gè)凹槽的結(jié)構(gòu)，最底層和最上面的鍍膜的厚度的比例，它可以做到幾乎百分之百。PVD、CVD只能做到30%到70%，所以ALD就非常有優(yōu)勢(shì)。

二、任何形貌的表面都可以均勻的成膜：因?yàn)樗且粋€(gè)表面反應(yīng)，不是源反應(yīng)，一般PVD、CVD是源反應(yīng)，ALD是表面反應(yīng)，ALD除了臺(tái)階覆蓋比較強(qiáng)，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是致密性比較高、工藝溫度可以很低，它可以做到50度就能成膜上去，而且成膜的致密性非常好。

ALD的最新應(yīng)用：低溫光學(xué)鍍膜

一、AR眼鏡：ALD在AR技術(shù)里面，有一個(gè)技術(shù)叫做量子點(diǎn)的Micro LED。大家知道量子點(diǎn)很怕水汽，水汽進(jìn)去它會(huì)衰減。所以現(xiàn)在很多人就用一些鍍膜方法來(lái)防止它的水汽泄露。ALD剛好是一個(gè)非常致密的材料，可以把它包覆起來(lái)，而且可以低溫的鍍膜。所以低溫是ALD非常好的優(yōu)點(diǎn)，尤其做防水汽方面，對(duì)于敏感材料是一個(gè)很好的工藝工具。

AR眼鏡除了光源是Micro LED以外，要把光投影到我們的眼睛的正前方則需要做一個(gè)光波導(dǎo)。光波導(dǎo)目前都是用閃耀光柵的技術(shù)，閃耀光柵是在這個(gè)工藝?yán)锩孀鰞蓚€(gè)斜度不一樣的，大概是可見(jiàn)光等級(jí)刻度的光柵。光柵有的用二氧化鈦刻成特定光柵圖形，有的是用有機(jī)的壓印膠，做完之后在上面做一個(gè)二氧化鈦的低溫工藝，然后進(jìn)行相位的轉(zhuǎn)換，讓我們的Micro LED光可以投影到正前方。這個(gè)工藝具體就是用ALD來(lái)做的。

二、手機(jī)光學(xué)薄膜：目前小米的手機(jī)鏡頭鍍膜已經(jīng)使用了ALD技術(shù)。由于要達(dá)到較高的反射率，基本是用ALD技術(shù)來(lái)制作增透膜。ALD低溫AR鍍膜可以解決光學(xué)樹(shù)脂玻璃的增透需求。蘋果iPhone14也開(kāi)始用ALD工藝，不斷推動(dòng)ALD光學(xué)鍍膜取代PVD?；旧暇褪且龅侥軌蚋鶳DD一樣的效果，而且它的成本要跟PDD一樣，這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。目前10cmx10cm的光學(xué)樹(shù)脂玻璃可以做30片光學(xué)鏡頭。10%的滲透率，需要1600萬(wàn)片10cmx10cm光學(xué)樹(shù)脂玻璃。每個(gè)月ALD需要鍍膜133萬(wàn)片光學(xué)樹(shù)脂玻璃。

使用ALD光學(xué)鍍膜的效果：可以減輕鬼影現(xiàn)象：一般如果沒(méi)有加ALD鍍膜或者一般的光學(xué)鍍膜，鬼影是非常大的。如果有鍍膜，可以把鬼影的問(wèn)題解決掉，這就是為什么高階手機(jī)慢慢在用ALD的技術(shù)來(lái)做。

邑文科技國(guó)產(chǎn)化設(shè)備之路

邑文科技是2011年成立的，在2018年開(kāi)始轉(zhuǎn)型做全新的自有品牌的國(guó)產(chǎn)設(shè)備。目前邑文有院子層刻蝕設(shè)備、薄膜、刻蝕和去膠設(shè)備。在2019年就交付了首臺(tái)自研的設(shè)備，在疫情三年我們就從二手設(shè)備公司轉(zhuǎn)型成為自研設(shè)備的公司。功率半導(dǎo)體、微顯示與光學(xué)是邑文科技重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域。

小結(jié)

邑文電子的目標(biāo)是成為高端IC28nm工藝節(jié)點(diǎn)的設(shè)備供應(yīng)商，打破薄膜刻蝕設(shè)備巨頭（TEL,AMAT,LAM,ASMI）的壟斷。目前基本上所有先進(jìn)的工藝設(shè)備都被TEL、AMAT、LAM、ASMI等公司把控住。我們希望未來(lái)5到10年，在先進(jìn)的工藝上我們能夠慢慢替代這些設(shè)備。最后跟大家用5個(gè)心來(lái)共勉：沉下心、合下心、用下心，我們的“芯”很快就會(huì)放下心。

本文轉(zhuǎn)載于CIOE公眾號(hào)

審核編輯：湯梓紅