ALDとCVDの違い：原子層堆積を比較
ALD(原子層堆積)は、CVDの特別な形で、原料のガスを1種類ずつ順番に流し、それぞれの反応が、表面が覆われたところで止まるようにしたものです。そのため、1サイクルで原子1層ずつ膜が成長し、膜厚を正確に制御でき、非常に深い構造もむらなく覆えます。代わりに速度は遅く、普通のCVDよりずっと時間がかかるので、最も薄く最も重要な膜に使われます。
| 項目 | ALD | CVD |
|---|---|---|
| 仕組み | 原料を順番に流し、間をパージで分ける。反応は自己停止的で、1サイクルでおよそ原子1層が付く | 原料を同時に流し、表面で連続的に反応させる |
| 膜厚の制御 | 原子レベル。サイクル数で決まる | 成膜の時間と速度で決まるので、精度は低め |
| 被覆性 | 優れている。非常に深く狭い穴や溝でも均一 | 良好。ただし深い構造は、埋まる前に口がふさがることがある |
| 成膜の速度 | 遅い。1サイクルで1 nm未満 | 速い。1分あたり数nm以上 |
| 均一性と膜質 | 非常に均一で、緻密で、ピンホールが少ない | 均一性は良好 |
| 温度 | 低いことが多い(約100〜350 ℃) | 幅が広く、高めのことが多い(プラズマCVDは低い) |
| スループット | ウェハあたりでは低い(バッチ式の装置で改善) | 高い |
| 一般的な膜厚 | 約1〜50 nm | 数十nmからマイクロメートル |
| 主な用途 | high-kのゲート絶縁膜(HfO2など)、薄いバリア、スペーサー、3D構造のライナー | 厚い絶縁膜、ポリシリコン、窒化シリコン、タングステンのプラグ |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。