原子層沉積（ALD）是一種前沿的納米結(jié)構(gòu)制造與表面工程技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)交替發(fā)生的表面飽和化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)原子級(jí)精度的可控薄膜生長(zhǎng)，具有沉積溫度低、保形性好、原子級(jí)厚度控制能力、工藝可靠性和重復(fù)性好等特點(diǎn)。目前已被開發(fā)的ALD過(guò)程可用于合成超過(guò)150種單質(zhì)和化合物，包括金屬氧化物、氮化物、硫化物、磷化物、碳化物，部分金屬及非金屬單質(zhì)，以及部分無(wú)機(jī)-有機(jī)混合高分子和有機(jī)高分子薄膜。ALD適用于對(duì)各種材料表面進(jìn)行精確修飾改性以及多種納米結(jié)構(gòu)的可控合成，可廣泛用于半導(dǎo)體與集成電路、平板顯示、太陽(yáng)能電池、納米材料、催化劑、防腐蝕保護(hù)層、薄膜分離、清潔與可再生能源、生物與醫(yī)療、特種材料表面改性、空間器件表面防輻射等領(lǐng)域。
MCRI FH系列原子沉積系統(tǒng)介紹
主要特色：
MCRI FH系列原子層沉積系統(tǒng)由西安近代化學(xué)研究所海外引進(jìn)人才馮昊研究員團(tuán)隊(duì)研制。馮昊研究員長(zhǎng)期從事原子層沉積技術(shù)基礎(chǔ)、設(shè)備開發(fā)及應(yīng)用研究，在針對(duì)粉體材料的原子層沉積技術(shù)領(lǐng)域頗有建樹。FH系列原子層沉積設(shè)備定位為多功能科研型ALD設(shè)備，主要用于各類粉體材料樣品的制備，也可兼容常規(guī)的平面基底表面ALD薄膜沉積功能，并特別適用于高長(zhǎng)徑比管件的內(nèi)壁或外壁表面ALD薄膜沉積。FH系列原子層沉積設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，性能先進(jìn)，技術(shù)成熟，使用、維護(hù)簡(jiǎn)便，功能可擴(kuò)展性強(qiáng)（支持升級(jí)改造，兼容QCM、MS等在線表征儀器），可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行非標(biāo)設(shè)備開發(fā)。該設(shè)備可制備的材料包括氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、氧化硅、氧化鐵、氧化鈷、氧化銅、氧化釩、氧化鈰等數(shù)十種氧化物，鉑、鈀、銥、釕等貴金屬單質(zhì)，以及聚酰亞胺、聚脲等聚合物材料。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
西安近代化學(xué)研究所馮昊研究員團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期（10年以上）專業(yè)從事各類微納粉體材料（如含能材料、催化劑、電極材料等）以及多種功能器件的ALD表面修飾改性技術(shù)研究。近年來(lái)，在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)表高水平SCI科研論文20余篇，申請(qǐng)十?dāng)?shù)項(xiàng)。團(tuán)隊(duì)目前已開發(fā)出數(shù)套擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多功能科研型和應(yīng)用型ALD裝置，其中科研型ALD設(shè)備已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，目前已經(jīng)向國(guó)內(nèi)部分高校和科研院所提供了相關(guān)的ALD技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品；團(tuán)隊(duì)的“多功能模塊化原子層沉積系統(tǒng)”項(xiàng)目獲得2019年中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽技術(shù)融合專業(yè)賽二等獎(jiǎng)。團(tuán)隊(duì)具備ALD設(shè)備研發(fā)、ALD機(jī)理剖析、ALD過(guò)程開發(fā)、ALD樣品制備、ALD設(shè)備操作、維護(hù)，ALD技術(shù)培訓(xùn)等科研業(yè)務(wù)能力，并在ALD納米材料制備與ALD表面工程領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的具備“產(chǎn)—學(xué)—研”全創(chuàng)新鏈條的ALD創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)于2018年入選首批國(guó)防科工局科技基礎(chǔ)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。
標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)：（以FH-2基礎(chǔ)科研型ALD設(shè)備為例） |
分類 | 項(xiàng)目 | 數(shù)量 | 主要參數(shù)及說(shuō)明 |
前驅(qū)體供給系統(tǒng) | 揮發(fā)性液態(tài)前驅(qū)體通道 | 3路 | 很高可加熱溫度70℃ |
難揮發(fā)性液態(tài)及固態(tài)前驅(qū)體通道 | 2路 | 很高可加熱溫度270℃ | |
氣態(tài)前驅(qū)體通道 | 1路 | 適用于非腐蝕性氣體（如氫氣、氧氣） 加裝臭氧發(fā)生器 | |
ALD反應(yīng)器系統(tǒng) | ALD反應(yīng)器 | 1套 | 采用標(biāo)準(zhǔn)真空法蘭接口的管式反應(yīng)器，反應(yīng)管直徑50mm，長(zhǎng)度800mm，很高可加熱溫度400℃； 通常情況下粉體樣品處理能力介于每批次0.2~1克量級(jí)（主要取決于粉體樣品的密度和比表面積）；同時(shí)可適用于寬度（直徑）不大于45毫米，長(zhǎng)度不大于700毫米的工件表面薄膜沉積； |
樣品臺(tái) | 4套 | 用于盛放粉體樣品 | |
真空系統(tǒng) | 管道、閥門接口 | 系統(tǒng)可拆裝接口采用VCR接頭或CF法蘭連接；反應(yīng)器入口采用ISO法蘭蓋板密封 | |
真空泵 | 2臺(tái) | 旋片式機(jī)械真空泵，抽速6m3/h，極限壓力1Pa | |
控制系統(tǒng) | 高精度真空壓力表 | 1臺(tái) | 指示范圍0.1Pa-1000Pa或1Pa-10000Pa |
低精度真空壓力表 | 1臺(tái) | / | |
流量控制儀及質(zhì)量流量計(jì) | 1套 | 4路流量精確控制， 質(zhì)量流量計(jì)： 0-200 sccm 兩臺(tái) 0-500 sccm 兩臺(tái) | |
溫度控制儀 | 8路 | 8路溫度控制，控制精度1℃ | |
閥門控制儀 | 1臺(tái) | 很多可實(shí)現(xiàn)18組閥門開關(guān)時(shí)序控制 | |
計(jì)算機(jī)及ALD反應(yīng)程序 | 1套 | 預(yù)裝自主研發(fā)的界面友好ALD反應(yīng)程序，可實(shí)現(xiàn)多種薄膜生長(zhǎng)模式（常規(guī)生長(zhǎng)模式、夾層生長(zhǎng)模式、合金生長(zhǎng)模式、準(zhǔn)靜態(tài)模式，以及用戶定義的其它生長(zhǎng)模式） | |
廢氣處理罐 | 1套 | / | |
電加熱帶（套）及熱電偶 | 20套 | 玻璃纖維加熱帶（加熱套）及K型熱電偶 | |
設(shè)備擴(kuò)展性能 | 設(shè)備整體采用模塊化設(shè)計(jì)，通用接口連接，后期可根據(jù)用戶需求以較小代價(jià)對(duì)設(shè)備相關(guān)部件進(jìn)行改裝，實(shí)現(xiàn)某些特殊的功能，例如：在反應(yīng)系統(tǒng)出口處預(yù)留CF法蘭，便于加載石英晶體微天平、質(zhì)譜等原位表征裝置 | ||
可制備材料種類 | 可實(shí)現(xiàn)90%以上已報(bào)道的熱ALD反應(yīng)
| 氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、氧化硅、氧化鐵、氧化鈷、氧化銅、氧化釩、氧化鈰等數(shù)十種氧化物，鉑、鈀、銥、釕等貴金屬單質(zhì)，以及聚酰亞胺、聚脲等聚合物材料； | |
設(shè)備尺寸 | 長(zhǎng)*寬*高≈1600*750*1400 mm（筆記本版） | ||
其他 | 便攜式測(cè)溫儀 | 1臺(tái) | 4路測(cè)溫通道 |
設(shè)備框架 | 1套 | 鋁合金型材搭建 | |
易損耗件 | 若干 | VCR接頭、卡套接頭、墊片等易損耗件 |
3. 業(yè)務(wù)范圍：
（1）銷售FH系列原子層沉積系統(tǒng)；
（2）可根據(jù)用戶需求，定制非標(biāo)原子層沉積設(shè)備；
（3）承接各類ALD過(guò)程開發(fā)和ALD樣品制備等技術(shù)服務(wù)；
