Quando si parla di tecniche di deposizione di film sottili, vengono spesso citati due metodi: ALD (Atomic Layer Deposition) e PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition).
Entrambe le tecniche sono ampiamente utilizzate in settori come la microelettronica e la produzione di celle solari.
Tuttavia, esistono alcune differenze significative tra ALD e PECVD che è bene conoscere.
Qual è la differenza tra ALD e PECVD? 4 punti chiave da considerare
1. Chimica e meccanismo di reazione
L'ALD prevede un processo in due fasi in cui due materiali precursori vengono introdotti in sequenza per reagire con la superficie del substrato.
La reazione è autolimitata, cioè ogni precursore reagisce con la superficie in modo controllato per formare uno strato di film sottile.
Ciò consente un controllo preciso dello spessore e dell'uniformità del film.
La PECVD, invece, prevede l'uso del plasma per potenziare le reazioni chimiche tra i gas precursori e il substrato.
Il plasma fornisce energia per rompere i legami chimici e promuovere la deposizione del film.
La PECVD può essere eseguita a temperature più basse rispetto alle altre tecniche CVD, rendendola adatta a substrati che non possono sopportare temperature elevate.
2. Uniformità di deposizione
L'ALD è un processo isotropico, il che significa che tutte le superfici del substrato sono rivestite in modo uguale.
Questo lo rende adatto a creare film con spessore uniforme su geometrie complesse.
D'altro canto, la PECVD è un processo "a vista", in cui vengono rivestite solo le superfici direttamente nel percorso della sorgente.
Ciò può portare a uno spessore non uniforme del film su superfici non piane o su aree ombreggiate dal plasma.
3. Materiali e applicazioni
L'ALD è comunemente usato per depositare film sottili di ossido, come HfO2, Al2O3 e TiO2, per applicazioni come ISFET (Ion-Sensitive Field-Effect Transistor).
Viene anche utilizzato nella fabbricazione di microelettronica, testine di registrazione magnetica, stack di gate MOSFET, condensatori DRAM e memorie ferroelettriche non volatili.
D'altra parte, la PECVD è ampiamente utilizzata nella produzione di celle solari e microelettronica, dove può depositare una varietà di materiali, compresi i rivestimenti in carbonio simile al diamante (DLC).
4. Temperatura e attrezzature
L'ALD viene tipicamente eseguita a temperature controllate.
La PECVD può essere eseguita a temperature più basse, il che la rende più adatta a substrati sensibili alla temperatura.
Anche le apparecchiature utilizzate per l'ALD e la PECVD possono differire in termini di progettazione e funzionamento, in quanto presentano requisiti diversi per l'erogazione dei precursori, la generazione del plasma e la gestione dei substrati.
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