ALD设备全称原子层沉积设备(Atomic Layer Deposition Equipment),是一种利用原子层沉积技术,在基底上以单原子或分子层为单位,逐层生长纳米级薄膜的高精度设备。ALD设备能够对复杂基底进行全覆盖成膜,对薄膜厚度控制精确到亚纳米级别。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年全球及中国ALD设备行业研究及十五五规划分析报告》显示, ALD设备可根据技术路线分为热式ALD、等离子体增强ALD和空间ALD。热式ALD工艺成熟度最高,应用最广泛;等离子体增强ALD利用等离子体提供反应能量,更适合低温、高活性薄膜沉积以及先进集成电路场景;空间ALD采用分区空间控制,侧重大面积、连续化、高通量以及柔性基底的应用。
ALD设备关键部件主要包括反应腔体、前驱体供应系统、真空与排气系统、温度控制系统和控制系统。反应腔室是ALD设备核心,气相化学反应都在此进行;传输系统能安全、精确地将基材送入和取出反应腔体;前驱体供应系统将前驱体精确且稳定地输送到反应腔体内;真空与排气系统控制腔体内气压,抽除反应过程中多余前驱体和副产物;温度控制系统能精确控制反应腔室温度;控制系统保证原子级膜厚控制精度。
ALD设备核心挑战在于沉积速度慢和操作复杂性高。ALD设备固有沉积速率缓慢,这是基本机制的直接结果。ALD设备通过前驱体脉冲、吹扫、反应物脉冲和二次吹扫,一系列步骤逐个原子层地构建薄膜,两次吹扫步骤对于防止不必要的气相反应至关重要,通常会占用大部分循环时间。
ALD设备适用于各种复杂基底,能够均匀全面地覆盖、精准控制薄膜厚度。ALD设备独特功用助力多个领域发展,包括半导体制造、显示面板、新能源领域等。例如在半导体制造领域,ALD设备参与逻辑芯片、DRAM等制造,用于生产更薄、更均匀膜层;在新能源领域,ALD设备是制备高性能柔性钙钛矿电池的关键装备。
全球ALD设备市场高度集中,跨国企业占据较大份额。默克集团、液化空气集团、SKMaterial等跨国厂商合计占有全球ALD设备市场67%的份额。本土企业也快速崛起,中国主要从事ALD设备研发和生产的公司包括北方华创、拓荆科技、微导纳米、研微半导体等。2023年,北方华创占据我国ALD设备市场35%的份额;微导纳米ALD产品在营收和订单总量上连续多年位居同类企业第一。
新思界
行业分析人士表示,全球及中国ALD设备市场前景广阔,行业发展正迎来快速增长期。ALD设备结构决定了工艺精准度与产能输出效率。ALD设备能够均匀全面地覆盖、精准控制薄膜厚度,在多个领域的应用不可或缺。在国家政策支持和半导体产业链自主可控等积极因素推动下,ALD设备需求量不断增加。
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