当我们惊叹于智能手机、高性能计算机中芯片的强大性能时，往往忽略了背后那些默默付出的关键设备。在先进制程芯片的制造过程中，薄膜沉积设备堪称不可或缺的功臣。近年来，全球半导体产业围绕先进制程芯片展开激烈竞争，2023 年全球半导体设备市场规模约 1063 亿美元，薄膜沉积设备市场规模约 211 亿美元，而薄膜沉积设备在技术上的不断突破，为先进制程芯片的发展提供了坚实支撑。
随着芯片制程向 5nm 及以下不断推进，制造工艺面临着前所未有的挑战。芯片内部晶体管尺寸越来越小，对薄膜沉积的精度和质量要求达到了近乎苛刻的程度。传统的薄膜沉积技术和设备已难以满足先进制程芯片的需求，因此，薄膜沉积设备的技术突破成为了产业发展的关键。
在众多薄膜沉积技术中，原子层沉积技术（ALD）的突破尤为引人注目。原子层沉积设备基于表面化学反应，能够实现单原子层精度的薄膜生长控制。为了进一步提升其性能，研究人员在多个方面进行了创新。在提升沉积速率方面，通过优化反应气体的输送方式、改进反应腔室的设计以及开发新型的反应前驱体等手段，在不牺牲薄膜质量的前提下，有效提高了原子层沉积的效率。例如，一些新型原子层沉积设备采用脉冲式气体注入技术和高速旋转的晶圆承载平台，使沉积速率相比传统设备提升了约 20%，大大缩短了芯片制造的周期，降低了生产成本。
厦门毅睿科技-芯壹方原子层沉积（ALD）系统
适用于2-12寸基底，基板加热温度300-950℃，可实现自动镀膜制程。
物理气相沉积（PVD）设备也在不断实现技术突破。为了满足先进制程芯片对薄膜晶体结构和电学性能的严格要求，研究人员对 PVD 设备的溅射工艺进行了优化。通过改进溅射源的设计、控制溅射气体的流量和压力等参数，能够制备出具有更优异性能的金属薄膜和化合物薄膜。同时，在 PVD 设备中引入新型的离子束辅助沉积技术，能够进一步改善薄膜的致密性和附着力，提高薄膜的质量和稳定性。相关实验数据显示，采用改进后的 PVD 设备制备的金属互连层薄膜，其电阻率降低了约 15%，有效提升了芯片的电学性能。
化学气相沉积（CVD）设备同样在技术创新的道路上不断前行。在先进制程芯片制造中，CVD 设备主要用于沉积绝缘层、半导体层等薄膜。为了满足更高的工艺要求，研究人员开发了新型的 CVD 工艺和设备。例如，原子层化学气相沉积（ALCVD）技术结合了 ALD 和 CVD 的优点，能够在较低温度下实现高质量薄膜的沉积，避免了高温对芯片器件性能的影响。此外，通过优化 CVD 设备的反应腔室结构和气体输送系统，能够提高薄膜的沉积均匀性和一致性，满足先进制程芯片对薄膜质量的严格要求。
厦门毅睿科技-芯壹方 卷对卷电浆辅助化学气相沉积系统(PECVD)
薄膜沉积设备的技术突破不仅推动了先进制程芯片的发展，还在存储芯片、传感器芯片、射频芯片等领域发挥着重要作用。在存储芯片制造中，新型薄膜沉积设备能够制备出具有更高存储密度和更长使用寿命的薄膜；在传感器芯片和射频芯片制造中，薄膜沉积设备通过沉积特殊性质的薄膜，为芯片赋予了优异的性能。
薄膜沉积设备作为先进制程芯片背后的功臣，通过不断的技术突破，为半导体产业的发展注入了新的活力。在未来，随着半导体技术的不断进步，薄膜沉积设备也将持续创新，为实现更高性能、更小尺寸的芯片制造提供更强有力的支持。# 先进制程芯片 #薄膜沉积设备 #原子层沉积技术 #物理气相沉积 #化学气相沉积 #薄膜沉积技术突破
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