原子层沉积（ALD）

Picosun产品手册

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Picosun ALD – 赢取未来

ALD是未来工业发展趋势的可选方案

原子层沉积(ALD)是目前最先进的镀膜和表面处理技术。ALD可以制备多种材料的超薄薄膜，比如氧化物、氮化物、硫化物、碳化物、氟化物、金属甚至聚合物,并在几乎所有类型的衬底表面精确数字化和可重复的控制薄膜厚度、均匀性、成分及保形性。ALD薄膜本质上是无针孔、无裂纹、无缺陷的。ALD工艺在真空中相对低温下进行，能够应用于敏感表面。

ALD在现代半导体工业中起到了中流砥柱的作用。采用ALD工艺制备的功能材料层能使集成电路（IC）组件不断小型化，带来更快、更可靠的计算，移动通信和数据传输和存储。

当今最先进的产品加工过程中都包含ALD工艺

智能家庭及智能行业，更安全的汽车及其它交通工具，更快更简便的医疗诊断方式及可穿戴的健康监控器件都可以通过微尺度的传感器。ALD在这些器件加工中是非常关键的技术。使用ALD制备的LED照明更亮，寿命更长。ALD精确的光学层拓展到更多的特殊光学应用中。在医疗技术中，病人的安全性及人工植入部件的寿命通过ALD的生物兼容层获得提高。新颖的靶向药物输运技术也用ALD开发出来。

ALD实现可持续发展的未来

在可持续发展的未来，ALD薄膜可以提高太阳能电池板和燃料电池的性能。新颖的高能量密度电池和能量收集装置都已使用ALD做超薄层。采用ALD涂层的粉末载体展现了在低成本、环境友好型催化剂方面的潜力。有价值的物品如贵金属首饰和纪念币可以通过ALD工艺起抗老化、抗暗色化、抗变污的作用。在钟表与珠宝行业，充满活力和金属色调并具有光泽性、色彩性的ALD薄膜在无毒，非过敏性，并节省材料的方式下带来全新的视觉效果。

Picosun提供经生产线验证的ALD解决方案

今天，世界上许多最大的微电子和集成电路（IC）制造企业都选择Picosun的ALD来生产他们最先进的产品。在IC领域之外，我们的工业ALD技术也在全球铸币业、制表业、医疗植入、能源及固态照明行业被广泛使用。

我们为客户提供交钥匙式的ALD解决方案。Picosun拥有最广泛的全球销售支持网络。 PICOSUN™ ALD 设备代表着最顶尖的设计和制造品质。每一个部件都是精心挑选，测试并优化以得到最稳定的性能。PICOSUN 的ALD工艺水平是世界上领先的。PICOSUN的ALD设备拥有最高的生产效率，结合了高产能和可靠性，操作简便和使用成本低。 PICOSUN™ ALD是所有发展中工业的明智选择。

Picosun的ALD解决方案以原子层级的精确度推动您的行业大步走向未来！

Picosun公司在所有设备厂商中脱颖而出，是由于在ALD领域拥有独一无二的知识背景可以追溯到ALD技术发明之初。几十年的ALD经验使我们对客户的需求有最全面的了解，并且有能力创造最佳的解决方案，即使是最复杂的工艺和制造领域。我们的ALD技术使最先进的创新技术得以实现，并能提供改革性的方案来改善性能、质量和现有产品的加工水平。Picosun的ALD解决方案以原子层级的精确度推动您的行业大步走向未来！

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PICOSUN™ R系列 ALD

为研发和小规模生产提供手动和半自动的ALD设备

高水平的研究和开发需要最好的设备。Picosun ALD是全球ALD设备的领导者。PICOSUN™ R系列设备提供高质量ALD薄膜的沉积技术，并在各种各样的衬底上都表现极佳的均匀性，包括最具挑战性的通孔的、超高深宽比和颗粒等样品。我们为液体、气体和固体化学物提供的更高级的，易更换的前驱源系统，能够在晶圆、3D样品和各种纳米特性的样品上生长颗粒度最小的薄膜层。

在最基本的PICOSUN™ R系列配置中可以选择多个独立的，完全分离的源入口匹配多种类型的前驱源。

PICOSUN™ R系列独特的扩展性使ALD工艺可以从研究环境直接过渡到生产环境的PICOSUN™ P系列ALD系统。由于研发型与生产型PICOSUN™反应腔室核心设计特点都是相同的,这消除了实验室与制造车间之间的鸿沟。对大学来说,突破创新的技术转化到生产中，就会吸引到企业投资。

客户使用PICOSUN™ R系列ALD 设备在150mm和200mm（6“和8”）晶圆上所沉积薄膜厚度均匀性数据。

材料 非均匀性(1σ)

AI2O3 (batch) 0.13 %

SiO2 (batch) 0.77 %

TiO2 0.28 %

HfO2 0.47 %

ZnO 0.94 %

Ta2O5 1.0 %

TiN 1.10 %

CeO2 1.52 %

Pt 3.41 %

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PICOSUN™ R-200标准型ALD

技术参数衬底尺寸和类型 50-200 mm /单片

156 mm x 156 mm太阳能硅片

3D 复杂表面衬底

粉末与颗粒

多孔，通孔，高深宽比（HAR）样品

工艺温度 50 - 500 °C , 可选更高温度

基片传送选件 气动升降（手动装载）

预真空室安装磁力操作机械手（Load lock ）

前驱体 液态、固态、气态、臭氧源

4根独立源管线，最多加载6个前驱体源

重量 350 kg

尺寸 (W x H x D) 取决于选件

最小146 cm x 146 cm x 84 cm

最大189 cm x 206 cm x 111 cm

选件 PICOFLOW™扩散增强器，集成椭偏仪，QCM， RGA，N2 发生器，尾气处理器，定制设计，手套箱集成（用于惰性气体下装载）

验收标准 标准设备验收标准为 Al2O3工艺

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PICOSUN™ R-200高级型 ALD

技术参数衬底尺寸和类型 50-200 mm /单片

156 mm x 156 mm太阳能硅片

3D复杂表面衬底

粉末与颗粒

Roll-to-roll , 衬底最大宽 70 mm

多孔，通孔，高深宽比（HAR）样品

工艺温度 50 - 500 °C , 可选更高温度

基片传送选件 气动升降（手动装载）

预真空室安装磁力操作机械手（Load lock ）半自动装载，用PICOPLATFORM™200集群系统实现

25片晶圆盒对盒式全自动装载（cassette-to-cassette），用PICOPLATFORM™200集群系统实现

前驱体 液态、固态、气态、臭氧源、等离子体（最多4路气体）

6根独立源管线，最多加载12个前驱体源（加上Plasma管路，共7根独立源管线）重量 350 + 200 kg

尺寸 (W x H x D) 取决于选件

最小 146 cm x 146 cm x 84 cm

最大 189 cm x 206 cm x 111 cm

选件 集群工具，PICOFLOW™ 扩散增强器，集成椭偏仪，QCM，RGA，超高真空兼容，N2发生器，尾气处理器，定制设计，手套箱集成（用于惰性气体下装载）

验收标准 标准设备验收标准为 Al2O3工艺

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PICOPLASMA™ 等离子源系统

Picosun公司新型PICOPLASMA™等离子体增强原子层沉积（PEALD）系统是基于先进的、可调的远程电感耦合等离子体源设计的，其性能已经得到世界范围内的诸多顶级研究团队的肯定。多种激发源（如氧、氢和氮等）配置能够最大化拓展ALD的工艺范围，尤其是低温沉积金属和金属氮化物薄膜。由于远程等离子源所产生的等离子体束流中离子的含量很低，因此即使是最敏感的衬底，也不会出现等离子损伤，而等离子束

流中含有高浓度的活性粒子，保证很快的生长速度。

PICOPLASMA™源系统既可以安装在现有的PICOSUNTM ALD反应器上，也可以将整个PEALD组装为一个整体。它具有占地面积小、易维护和低运行成本等优点。通过预真空系统，PICOPLASMA™集成在PICOPLATFORM™集群系统中后可实现自动化操作。

上图：采用PICOPLASMA™等离子源系统，在高深宽比沟槽中生长的高度保形及均匀的PEALD TiN薄膜。

左图：PICOPLASMA™技术成功的在大面积衬底上沉积极具挑战性的材料，如黄金。

PICOPLASMA™技术的关键优势：

对衬底无等离子损伤

导电材料不会产生短路现象

无前驱源背扩散→等离子发生器无薄膜形成

等离子体点火期间无压力振荡→无颗粒形成

等离子体源与衬底之间无闸门阀→无颗粒形成

等离子体源材料无刻蚀→金属和氧化物薄膜低杂质

简单和快速服务并通过维护舱口改变腔室

无硬件修改使热ALD和等离子ALD工艺在同一沉积腔室中进行成为可能

材料 非均匀性(1σ) % Al2O3 0.50AlN 0.62

In2O3 0.87SiO2 (low-T) 1.10SiN (low-T) 1.58

TiN 2.16ZnO 2.64

TiAlN 2.87

部分PEALD材料的薄膜均匀性的例子，采用PICOSUN™设备沉积。晶圆尺寸150/200 mm (6/8”)

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其他可选装置

PICOFLOW™ 扩散增强器PICOFLOW™扩散增强器用于提升深沟槽、高深宽比样品的薄膜质量。同样适用于多孔、通孔、柔性样品、粉末及其他复杂纳米结构的样品。该装置兼容所有PICOSUN™ ALD设备。

POCA™和PICOVIBE™粉末镀膜系统Picosun提供工业及研究型粉末沉积解决方案。我们的POCATM200通孔桶型粉末容器是紧凑、通用、低成本粉末沉积解决方案。用于高质量的粉末材料研究、开发及小规模的试生产。例如Picosun的粉末沉积系统已经开发出催化剂、医疗物质、电池材料及发光磷粉等应用等。POCATM200粉末桶型容器可以直接集成到PICOSUNTM R系列设备上。PICOVIBE™装置可以使前驱源气体在粉末中均匀分布，进一步提升每一个颗粒的薄膜均匀性。

可连续沉积ALD Roll-to-roll腔室对于印刷电子产品、有机发光二极管、薄膜电池、智能纺织品、有机传感器和柔性显示器等可连续沉积的ALD是一种潜在的制造方法。PICOSUN™ 研发型的roll-to-roll ALD的特点可容纳最大宽度70mm的衬底，而且可以直接集成到所有PICOSUN™ R-200 ALD的反应腔室上。

手套箱兼容所有的PICOSUNTM ALD系统都可以集成各种手套箱，以消除空气中的水分或氧气对敏感衬底的影响。不论是配有装载室的ALD还是只有标准气动升降梯装载的ALD设备都可以和手套箱的箱壁或底部密封连接。

超高真空兼容所有的PICOSUNTM ALD系统都可以通过集成泵室或对系统本身进行优化，实现超高真空(UHV)兼容性能。

Picosun公司紧凑的、有成本效益的，制动合体的roll-to-roll ALD特点对于连续的ALD研发是完美的。

阿尔托大学化学技术学院使用Picosun公司的粉末涂层ALD技术为汽车制造商开发电池材料，Aalto University Communications Mikko Raskinen 提供照片

高均匀性的ALD Al2O3涂层包裹微米尺寸的ZnO颗粒，其采用PICOSUN™ ALD制备。芬兰技术研究中心数据

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一个PICOPLATFORM™200真空集群系统包括三台带真空批量切换机制的PICOSUN™ P- 300 F Pro ALD系统和一个Brooks MX700™中央真空机器人集群单元。

PICOSUN™ 200 mm 生产线

PICOSUNTM 200mm 生产线上的产品是200mm以下晶圆的自动化、高产量的工业ALD加工设备。包括PICOSUN™ P系列Pro ALD设备。该工具可以独立工作，也可以集成到PICOPLATFORM™200真空集群系统以达到更高的产量和自动化水平。为了节约昂贵的设施空间，所有PICOSUN™的ALD系统有着紧凑，高效的设计。集成的专业机柜，装载着前驱体和电子元件，保证了快速简便的维护和最短的停机时间。PICOSUN™ P系列Pro工具保证了最大产能以及最节约成本的情况下得到优秀的ALD工艺质量，并履行严格的现代半导体产业的生产力和安全要求。

工艺咨询和开发，产能提升，维护保养流程和系统及工艺的故障排除，我们客户化定制的PICOSUPPORT™综合解决方案24小时快速响应，随时待命。在购买之前，我们的演示服务保证了设备可以100%满足客户最苛刻的产线需求。

为半导体生产设计的全自动的单片或者批量ALD设备

领先的各种进样系统和自动化选项

应用案例:

集成电路组件• 氧化物间隔层• 间聚介质• 高K栅介质• 隧穿氧化物薄膜• 氧化物阻挡层• 钝化层• 间隙填充层• 覆盖层• 铜阻挡层和种子层• 粘附层• 扩散阻挡层 • 电极• 金属化

其他:• 晶体管• 电容器• 存储器• 读写磁头

微机电系统• 扩散阻挡层• 耐磨涂层• 电荷耗散层• 导热层• 导电种子层• 刻蚀阻挡层• 电绝缘层• 防摩擦层• 防粘着层• 光学薄膜• 生物兼容层• 密封层• 纳米孔封堵层

LED• 钝化• 效率提升• 寿命改善

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PICOSUN™ P-200S Pro ALD

一个PICOPLATFORM™ 200真空集群系统由两台PICOSUN™ P-200S ALD设备组成，带等离子体源PICOPLASMA™。

技术参数

衬底尺寸和类型 50 – 200 mm /单片156 mm x 156 mm 太阳能硅片150 mm x 150 mm 显示面板

工艺温度 50 - 500 °C , 可选更高温度

基片传送选件 气动升降（手动装载）

半自动装载，用PICOPLATFORM™200集群系统实现25片晶圆盒对盒式全自动装载（cassette-to-cassette），用PICOPLATFORM™200集群系统实现

标准 SEMI S2 认证（认证中）

前驱体 液态, 固态, 气态, 臭氧源, 等离子体（最多4路气体）：

前驱源余量传感器，并提供清洗和装源服务

6根独立源管线，最多加载12个前驱体源（加上Plasma管路，共7根独立源管线）

重量 790 kg

尺寸 (W x H x D) 160 cm x 80 cm x 240 cm

可选件 集群工具, PICOFLOW™ 扩散增强器, 集成椭偏仪, QCM, RGA, N2发生器，尾气处理器，定制设计，与工厂软件连接服务。

验收标准 标准设备验收标准为 Al2O3 工艺，

其他工艺可具体协商：其他工艺、应用具体验收标准如： - 不均匀性 - 颗粒物含量 - 重金属污染 - 电学性能

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PICOSUN™ P-300F Pro ALD PICOSUN™ P-300BV Pro ALD

PICOSUN™ P-300F Pro ALD 系统 PICOSUN™ P-300BV Pro ALD 系统

技术参数

衬底尺寸和类型 200 mm 晶圆 25 + 2片/批次 (标准间距)150 mm晶圆50 + 2片/批次 (标准间距)100 mm晶圆50 + 2片/批次 (标准间距)

工艺温度 50 - 300 °C

基片传送选件 P-300F Pro: 27片晶圆盒对盒式全自动装载（cassette-to-cassette），用PICOPLATFORM™200集群系统实现。

P-300BV Pro: 52片晶圆盒对盒式全自动装载，用真空批量load lock实现

标准 P-300F Pro: SEMI S2 认证

P-300BV Pro: SEMI S2 认证（认证中）

前驱体 液态、固态、气态、臭氧源

前驱源余量传感器, 并提供清洗和装源服务

6根独立源管线，最多加载8个前驱体源

重量 820 kg

尺寸 (W x H x D) 160 cm x 80 cm x 240 cm

选件 集群工具, PICOFLOW™ 扩散增强器, N2发生器，尾气处理器，定制设计，与工厂软件连接服务。

验收标准 标准设备验收标准为 Al2O3 工艺，

其他工艺可具体协商：其他工艺、应用具体验收标准如 - 不均匀性 - 颗粒物含量 - 重金属污染 - 电学性能

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PICOPLATFORM™ 200 真空集群系统

由Picosun公司生产的PICOPLATFORM™ 真空集群系统，整合了所有PICOSUN™ ALD系统的可扩展性和模块化优势，为具有世界领先工艺的高真空制造行业提供标准化全自动解决方案。

PICOPLATFORM™ 真空集群系统由真空加载设备四周连接的ALD反应器集群和一个无需中断真空自动传输晶圆的控制系统组成。同时此系统可以在任意时间，也可兼容前/后处理和其他沉积设备。

PICOPLATFORM™ 200真空集群系统使用Brooks MX400™或MX700™真空机械手集群装置，可以集成PICOSUN™ R-200Advanced ALD 系统、PICOSUN™ P-200 Pro ALD系统及其他可选工艺模块。该系统兼容SEMI S2标准，可自动操作200mm晶圆，也可作为100/200mm桥接装置。

一个PICOPLATFORM™200真空集群系统包括三台带真空批量切换机制的PICOSUN™ P- 300 F Pro ALD系统和一个Brooks MX700™中央真空机器人集群单元。

一个PICOPLATFORMTM200真空集群系统，包括两台PICOSUN TM R-200 Advanced ALD反应腔，一个盒式装载机和一个Brooks MX400TM中央真空机器人。

PICOPLATFORM™ 200 真空集群系统技术参数• 硅片尺寸: 200 mm, 150 mm, 100 mm, 或方形156 mm x 156 mm• 装载选项

o 半自动化单片装载o 自动盒-盒晶圆装载每盒25片

• 传送室有晶圆传送机械手• 硅片传感器• 集成硅片定位• 在装载和卸载晶圆时反应腔与外部环境完全隔绝• 其他选件

o 可控环境内的SMIF晶圆盒装载系统o SECS/GEM 通讯协议

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Picosun™ 300mm生产线上的产品是300mm以下晶圆的自动化、高产量的工业ALD加工设备。包括PICOSUN™ P系列Pro和Advanced ALD设备。该工具可以独立工作，也可以集成到PICOPLATFORM™300真空集群系统以达到更高的产量和自动化水平。为了节约昂贵的设施空间，所有PICOSUN™的ALD系统有着紧凑、高效的设计。集成的专业机柜，装载着前驱体和电子元件，保证了快速简便的维护和最短的停机时间。PICOSUN™ P系列工具保证了最大产能以及最节约成本的情况下得到优秀的ALD工艺质量，并履行严格的现代半导体产业的生产力和安全要求。

工艺咨询和开发，产能提升，维护保养流程和系统及工艺的故障排除，我们客户化定制的PICOSUPPORT™综合解决方案24小时快速响应，随时待命。在购买之前，我们的演示服务保证了设备可以100%满足客户最苛刻的产线需求。

从PICOSUN™ P系列ALD上获得的用户数据（300mm晶圆），显示了卓越的薄膜性能。

材料

不均匀性（1σ）FT （膜厚）

Rs （膜层电阻）

电学性能

VBD（击穿电压）Rs（膜层电阻）

Al2O3 FT 0.90 % VBD > 8 MV/cm

HfO2 FT 0.35 % VBD > 3.5 MV/cm, 取

决于工艺

ZrO2 FT 0.50 % 取决于工艺

TiN Rs 2.39 % Rs 77.4 Ω/sq.

用户数据显示了氧化铝批次工艺卓越的薄膜质量，PICOSUN™ P-300 Advanced ALD系统。批量尺寸 ：2 x 27 片，150 mm (6”) Si 片。

目标 实测值

单片厚度不均匀性 < 1 % 1σ 0.51 % 1σ

批量厚度不均匀性 < 1 % 1σ 0.80 % 1σ

批次沉积速率变化 < 1 % 1σ 0.18 % 1σ

单片增加的颗粒数(>70 nm) < 8 1-2

190nm折射系数 > 1.86 > 1.864

HF刻蚀后的薄膜分层或针孔

no no

薄膜应力 < 200 Mpa < 200 Mpa

碱污染 < 1010at/cm2 < 0.0210 at/cm2

平均维护时间< 4小时

平均维护间隔时间>6个月

正常运行时间>90 %

为半导体生产设计的全自动的单片或者批量ALD设备

领先的各种进样系统和自动化选项

应用案例：

集成电路组件• 氧化物间隔层• 间聚介质• 高K栅介质• 隧穿氧化物薄膜• 氧化物阻挡层• 钝化层• 间隙填充层• 覆盖层• 铜阻挡层和种子层• 粘附层• 扩散阻挡层• 电极• 金属化

其他:• 晶体管• 电容器• 存储器• 读写磁头

微机电系统• 扩散阻挡层• 耐磨涂层• 电荷耗散层• 导热层• 导电种子层• 刻蚀阻挡层• 电绝缘层• 防摩擦层• 防粘着层• 光学薄膜• 生物兼容层• 密封层• 纳米孔封堵层

显示• 钝化• 透明导电薄膜• 绝缘层

PICOSUN™ 300 mm 生产线

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PICOSUN™ P-300S Pro ALD

技术参数衬底尺寸和类型 最大300mm晶圆/单片

工艺温度 50 - 500 °C

基片传送选件 半自动装载，用单片Load lock与磁力操纵杆实现

25片晶圆盒对盒式全自动装载（cassette-to-cassette），用PICOPLATFORM™ 300集群系统实现

标准 SEMI S2认证

前驱体 液态，固态，气态，臭氧源

等离子体（仅供200mm晶圆使用，最多4路气体）前驱源余量传感器，并提供清洗和装源服务

6条独立源管线,最多加载8个前驱体源（最多12个前驱体源，加上plasma管路共7根独立源管线）

重量 820 kg

尺寸(W x H x D) 160 cm x 80 cm x 240 cm

选件 集群工具，PICOFLOW™扩散增强，N2发生器，尾气处理，定制设计，与工厂软件连接服务。

验收标准 标准设备验收标准为Al2O3工艺，

其他工艺可具体协商：其他工艺、应用具体验收标准如：

- 不均匀性

- 颗粒物含量

- 重金属污染

- 电学性能

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PICOPLATFORM™ 300 真空集群系统

Picosun的PICOPLATFORM™ 真空集群系统，整合了所有Picousn™ ALD系统独特的可扩展性和模块化优势，为具有世界领先工艺的高真空制造行业提供标准化全自动解决方案。

PICOPLATFORM™ 真空集群系统由真空加载设备四周连接的ALD反应器集群和一个无需中断真空自动传输晶圆的控制系统组成。同时此系统可以在任意时间，也可兼容前/后处理和其他沉积设备。

PICOPLATFORM™ 300真空集群系统使用Brooks Marathon 2™集群控制单元和FOUP装载装置。通过基片装运FOUP和集群系统的工艺模块以不破坏真空度的方式进行基片传输。PICOPLATFORM™ 300集群系统可以集成PICOSUN™ P-300 Pro ALD系统和其他可选工艺模块，该系统兼容SEMI S2标准，可自动操作300mm晶圆，也可作为100/200mm桥接装置。

一套PICOPLATFORM™ 300集群系统包含有2套PICOSUN™ P-300S Pro ALD系统，一个包含有3个FOUP的EFEM和一个Brooks Marathon 2™中心真空机器人。

PICOPLATFORM™ 300 真空集群系统技术参数• 真空系统：带有自动传输机械手的传输室和转载室

• 设备前端带有3个FOUP接口的EFEM装载系统，用机械臂进行晶圆定位映射

• 可靠的Brooks MagnaTran机械手臂技术 (平均无故障周期（MCBF）>10月）

• 真空室里配有单个晶圆传输传感器和光学晶圆传感器

• 放样室的存在使得反应腔和外界空气完全隔开

• 设备前端（EFEM）晶圆定位部件可选

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PICOSUN™ P-300B Advanced ALD

PICOSUN™ P-300B Advanced ALD 进样选项的示例：全自动真空批次进样，最多可以加载52基片（右上）或者半自动线性进样器进样（右下）。

技术参数

基片尺寸和类型 300mm晶圆10片/批次（标准间距）200mm晶圆25+2片/批次（标准间距）

工艺温度 50 - 500 °C

基片传送选件 气动升降（手动加载）

半自动装载，用线性装载器实现

52片晶圆盒式全自动装载，用真空批量Load lock实现

前驱体 液态，固态，气态，臭氧源

前驱源余量传感器，并提供清洗和装源服务

4根独立源管线，最多加载6个前驱体源

重量 400 + 300 kg

尺寸 (W x H x D) 149 cm x 191 cm x 111 cm

选件 PICOFLOW™ 扩散增强，N2发生器，尾气处理器，定制设计，与工厂软件连接服务。

验收标准 标准设备验收标准为 Al2O3 工艺

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PICOSUN™ P系列 ALD

高产量的批量型工业用ALD系统各种先进的批量产品装载及自动化选项

ALD技术可以覆盖各种形状、各种表面的样品，可以覆盖最细小的地方，最难到达的地方。具有高度的保形性、均一性及100%无针孔。这使得ALD可以应用于各种行业里，实现各种表面的保护。ALD薄膜可以附着在各种表面上，例如金属，玻璃，塑料，乃至纤维及粉末。作为气相、低温的沉积技术，ALD薄膜可以生长在非常敏感的表面上，例如聚合物薄膜。

今天，Picosun的ALD技术应用在钟表部件、珠宝、硬币上进行防着色，防腐蚀的装饰涂层。在生物植入医疗部件上的生物兼容、生物活性涂层。

致密、惰性、密封、弹性、透明的ALD薄膜技术挑战传统的膜生长方式。在PCB防腐蚀保护、防摩损等领域，ALD层大大提升了部件的质量、可靠性及寿命。

ALD工业领域及应用

产品 ALD 应用医疗植入（牙科，连接技术）

手术固定器植物活性层，用来提高骨融合，生物兼容的包覆层

植入医疗器件 （心脏起搏器，耳蜗植入）

生物兼容包覆层

收藏性硬币 防着色涂层

钟表部件 防着色层或装饰层

珠宝 防着色层或装饰层

PCB 防锡晶须及腐蚀

Picosun的批量ALD技术在个行业中可以降低加工成本。比如：医疗植入部件，铸币，PCB，珠宝及制表等行业。

客户使用 PICOSUN™ ALD 设备在150mm和200mm（6“和8”）

Si基片上所沉积薄膜厚度均匀性数据。

材料 非均匀性（1σ）

AI2O3 (batch) 0.13 %

SiO2 (batch) 0.77 %

TiO2 0.28 %

HfO2 0.47 %

ZnO 0.94 %

Ta2O5 1.0 %

TiN 1.10 %

CeO2 1.52 %

Pt 3.41 %

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PICOSUNTM P-300 Advanced ALD

衬底尺寸和类型 156 mm x 156 mm硅片50～100片/批次（双面/背对背）高达300 mm x 300 mm玻璃基板10～20片/批次（双面/背对背）大批量的3D产品（例如：钟表部件，珠宝，硬币，医疗植入部件，机械部件等）粉末与颗粒

Roll-to-roll, 衬底最大宽 300 mm多孔，通孔，与高深宽比（HAR）样品

工艺温度 50 - 500 °C

基片传送选件 气动升降（手动装载）半自动装载，用线性装载器实现全自动转载，用工业机器人实现

前驱体 液态、固态、气态、臭氧源

前驱源余量传感器，并提供清洗和装源服务

4根独立源管线，最多加载6个前驱体源

重量 400 + 300 kg

尺寸 (W x H x D) 149 cm x 191 cm x 111 cm

选件 PICOFLOW™ 扩散增强器，N2发生器，尾气处理器，定制设计，与工厂软件连接服务。

验收标准 标准设备验收标准为 Al2O3 工艺

技术参数

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PICOSUN™ P-1000 Pro ALD

衬底尺寸和类型 156 mm x 156 mm硅片800～1000片/批次（双面/背对背）高达400 mm x 600 mm玻璃基板30～50片/批次（双面/背对背）大批量的3D产品（例如：钟表部件，珠宝，硬币，医疗植入部件，机械部件等）多孔，通孔，高深宽比（HAR）样品

工艺温度 50 - 500 °C

基片传送选件 气动升降（手动装载，带叉车forklift cart）全自动转载，用工业机器人实现

前驱体 液态、固态、气态、臭氧源

前驱源余量传感器，并提供清洗和装源服务

8根独立源管线，最多加载12个前驱体源

重量 2000 kg

尺寸(W x H x D) 230 cm x 270 cm x 125 cm

选件 PICOFLOW™ 扩散增强器，N2发生器，尾气处理器，定制设计，与工厂软件连接服务。

验收标准 标准设备验收标准为 Al2O3 工艺

技术参数

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其他可选装置

PICOFLOW™ 扩散增强器PICOFLOW™扩散增强器用于提升深沟槽、高深宽比样品的薄膜质量。同样适用于多孔、通孔、柔性样品，粉末及其他复杂纳米结构的样品。该装置兼容所有Picosun™ ALD设备。

POCA™ and PICOVIBE™ 颗粒沉积系统PIcosun提供工业及研究型粉末沉积解决方案。POCA™ 300粉末沉积腔可以加工大批量粉末材料，并可以直接集成到PICOSUN™ P-300生产线反应腔内。对于小批量的粉末材料，可以采用POCA™ 200粉末沉积腔集成到PICOSUN™ R系列的设备上。此部件体积小，可以为高质量的粉末材料研究提供多样化、成本低的解决方案。

Picosun PICOVIBE™装置可以使前驱源气体在粉末中的均匀分布，进一步提升粉末中每一个颗粒的薄膜均一性。

使用PICOSUNTM ALD设备在微米尺度的ZnO颗粒上生长的高度均匀的ALD Al2O3层。图片来自芬兰VTT国家技术研究中心

可连续沉积的Roll-to-roll 腔室在印刷电子、OLED包装、薄膜电池、智能纺织材料、有机传感器、可循环或可生物降解包装材料、柔性显示器等研究领域，均要求连续的ALD镀膜工艺。Picosun卷对卷ALD腔室可容纳300mm宽的衬底。并可直接集成到PICOSUN™P-300生产型反应腔室上。我们还提供用于研究的小型卷对卷腔室，可容纳70mm宽的衬底。

Picosun 生产型的卷对卷ALD设备可以实现大面积衬底连续加工

Picosun的POCA™ 300 粉末沉积腔能够加工大批量的粉末材料

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PICOSUPPORT™ 售后服务

我们应用洁净间为样品镀膜服务和进程开发配备了最新ALD技术。

PICOSUN公司一直致力于向客户提供最高水准的售后服务，不管是在工业领域还是研发领域，他们都对此感到满

意。这一举措为我们在全球范围内赢得了越来越多的新订

单。

现在，随着全球客户数量迅速增长，需要提供更及时和

更流畅的售后服务来确保ALD系统的优异性能（不间断生产、高产能和最短的维护停机时间）。

我们对服务的具体内容、范围以及培训时间等都有服务保

障。所有这些服务都可根据客户需求进行协商。世界级的

灵活性、可定制性和可延展性的售后服务使得客户最大限

度的使用ALD系统。

Picosupport™ 售后服务范围覆盖所有Picosun新老客户。

• 客户化的高级培训。培训客户掌握系统操作与维修的 知识和能力，并能够胜任为止。

• Picosun经验丰富的ALD专家能够提供从工艺问题到具 体产业应用的咨询服务。

• Picosun提供交货期更短和价格合理的备件。可选的 关键备件管理部门提供高可用性和经过风险评估的基

于系统配置的关键零部件，这些部件在Picosun都有库 存，最快当天可发货。

• 为了确保系统平稳和连续运行，设备需要定期维护。 我们能够提供高质量、低成本的定期维护和检查服

务。

• HelpDesk服务能及时解决客户在系统使用过程中的一 系列问题。提供从非紧急的8 / 5以及上升至紧急情况 的24 / 7 / 365等不同层次的可选择服务。

Picosun售后服务是由公司经验丰富的专家或指定区域内训练有素的合作伙伴提供。其中很多都是ALD领域的专家，他们可以为客户提供简单、高效和低成本的支持，确保每

一台ALD系统都能保持良好的性能。

想了解更多有关Picosupport™售后服务方案、内容和定价构

成，请联系：sales@picosun.com。

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Picosun has dozens of production customers around the world. The most important application areas for Picosun’s ALD technology are in the field of semiconductor industries, where PICOSUN™ production ALD systems realize IC component, sensor, MEMS, and LED manufacturing. Several PICOSUN™ ALD tools are also in daily production use to manufacture protective, decorative, antitarnishing, and biocompatible coatings.

In addition to industrial customers, Picosun has a solid, long-standing base of R&D customers in high level research institutes and organizations on all continents.

Below please find references to some of our industry customers:

Picosun and Bosch team up in ALD

ESPOO, Finland, 31st March, 2014 – Picosun Oy, the manufacturer of leading quality Atomic Layer Deposition (ALD) equipment, delivers advanced ALD technology to Bosch’s Corporate Sector Research and Advance Engineering for development of novel ALD processes for new products and applications.The now announced collaboration between Picosun and Bosch Corporate Research signifies the crucial role of ALD in today’s high tech forefront. With its nearly 300,000 employees and 46.4 billion euros of sales (2013), more than 360 subsidiaries and presence in around 150 countries, the Bosch Group is one of the leading global actors in fields such as automotive technology, industrial products, and building products.“We are very pleased to provide our unmatched ALD expertise to Bosch. Picosun and Bosch already share a history of collaboration. The current delivery of Picosun’s ALD technology to Bosch’s Corporate Sector Research and Advance Engineering only solidifies this further. At the moment, ALD is breaking through throughout the modern industrial field. The implementation of our ALD know-how in one of the world’s most multidisciplinary and diverse industrial giants, along with our other deliveries to several prominent global production customers, truly tells how central method ALD is becoming in today’s manufacturing industries,” states Juhana Kostamo, Managing Director of Picosun.Picosun’s leading ALD thin film technology enables the industrial leap into the future by novel, cutting-edge coating solutions, with four decades of continuous, groundbreaking expertise in the field. Today, PICOSUN™ ALD systems are in daily production use in numerous prominent industries around the globe. Picosun is based in Finland, with subsidiaries in USA and Singapore, and a world-wide sales and support network.

Picosun’s ALD technology protects coins

ESPOO, Finland, 30th August, 2013 – Picosun Oy, the leading Atomic Layer Deposition (ALD) equipment manufacturer, reports breakthrough into coinage and minting market. This new application for Picosun’s technology solidifies in the batch ALD tool Picosun provides to Austrian Mint, a European key minting customer, for industrial scale protective coating of coins. Protection of coins is one of the novel industrial application areas of ALD, and it is a great example of the flexibility and versatility of the technology. With invisible and transparent but still 100% conformal, uniform, and pinhole-free ALD films, the objects can be isolated from ambient atmosphere, moisture, airborne pollution, dirt, and sweat from handling. This prevents them from tarnishing, discoloration, oxidation, and can be used to enhance their natural lustre. Because the ALD layers can be deposited in relatively low temperatures and from precursors that are harmless to metal substrates, the technology for protection of pieces of metal, developed by Picosun for the past 10 years, can also be applied on sensitive items. “We are extremely pleased to bring our ALD technology to the market of minting. Our batch ALD tools fulfill the strictest industrial quality requirements and ensure fast and cost-efficient production with optimized precursor consumption economy and film quality. ALD is also breaking into many other traditional industries, enabled by low cost-of-ownership provided by our proprietary high-speed manufacturing solutions,” states Juhana Kostamo, Managing Director of Picosun. Picosun Oy is a Finland-based, globally operating manufacturer of state-of-the-art ALD systems, representing continuity across almost four decades of pioneering ALD reactor design and manufacturing. Today, PICOSUN™ ALD systems are in daily production use in numerous prominent industries around the globe.

Customer Testimonials

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PICOSUN™ R-series ALD process tools publications

Xi’an Jiaotong University:

Low-temperature remote plasma-enhanced atomic layer deposition of graphene and characterization of its atomic-level structureYijun Zhang,a Wei Ren,*a Zhuangde Jiang,b Shuming Yang,b Weixuan Jing,b Peng Shi,a Xiaoqing Wua and Zuo-Guang Ye*ac

Graphene has attracted a great deal of research interest owing to its unique properties and many potential applications.

Chemical vapor deposition has shown some potential for the growth of large-scale and uniform graphene films;

however, a high temperature (over 800 °C) is usually required for such growth. A whole new method for the synthesis of

graphene at low temperatures by means of remote plasmaenhanced atomic layer deposition is developed in this work.

Liquid benzene was used as a carbon source. Large graphene sheets with excellent quality were prepared at a growth

temperature as low as 400 °C. The atomic structure of the graphene was characterized by means of aberration-corrected

transmission electron microscopy. Hexagonal carbon rings and carbon atoms were observed, indicating a highly

crystalline structure of the graphene. These results point to a new technique for the growth of high-quality graphene for

potential device applications.

Introduction

Graphene has attracted a great deal of interest because of its unique properties, such as remarkably high electron mobility (over 15 000 cm2 V -1 s-1) at room temperature, high optical transparency and superior mechanical strength and fexibility, 1–11 which point to many potential applications in the next generation of electronic and optoelectronic devices. However, its development has been limited by the lack of viable techniques to produce uniform and large-scale graphene sheets. Until recently, the most popular technique had been mechanical exfoliation, which could only produce graphene of a very small area with a low yield.12 SiC sublimation could produce wafer-scale graphene sheets, but had some disadvantages such as high processing temperature and high cost of the SiC substrate.13 More recently, chemically assisted exfoliation of graphite was used to produce graphene which, unfortunately, contained many defects.14 Chemical vapor deposition (CVD) has been widely employed to grow large size graphene.15 However, the current CVD route usually requires a high growth temperature, typically over 800 °C,16–21 which greatly limits its application in graphene fabrication. Polymethylmethacrylate and other solid carbon sources were used to grow graphene on Cu foils by CVD.22 A modified CVD route was employed to grow graphene on Cu foils at low temperatures, but the substrate needed to be annealed in H2 at 1000 °C before growing graphene on it.23 Therefore, low-temperature direct growth of graphene still remains a challenge.

In this work, we have developed a new technique for the direct growth of graphene at low-temperature by means of

remote Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD) (a schematic of the remote PEALD is shown in Fig. S1†) which does not require a high temperature for the growth, nor a high temperature (typically over 1000 °C) to pre-anneal the Cu foil substrate before the deposition. Atomic layer deposition (ALD) is a unique deposition technique which is different from conventional flim growth methods such as CVD.24–26 Nowadays,ALD has become an important technique in the semiconductor industry since it can grow ultra-thin and conformal flims. Unlike a CVD reaction, in which the precursor decomposes into the desired flim and by-products at high temperatures (usually above the decomposition temperatures of the precursors), in ALD a very thin flim is deposited layer by layer at a temperature much lower than the decomposition temperature of the precursor.

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There are four steps in a typical ALD major cycle: (1)pulsing the first precursor into the reaction chamber, (2)purging the reaction chamber and removing the residual precursor and the by-products, (3) pulsing the second precursor to activate the surface again for the reaction, and (4) purging and evacuating the reaction chamber.

The remote plasma generator used in the experiment has a continuously tunable power from 100 W to 3000 W. It creates plasma in a separate chamber. The plasma is then transferred into the main reaction chamber, where the neutral

radicals react on the surface of the substrate. A major advantage of this process is to reduce ion-bombardment damage

of the surface and thereby to improve the chemical reactivity of the reactants. The remote plasma provides a high

plasma density with lower ion energy than other types of plasma, dramatically reducing the processing temperature.

The new method developed in this work based on the PEALD route uses Cu foils as a substrate and a liquid carbon

source. This method can grow graphene at a temperature much lower than reported previously, overcoming the

disadvantage of high processing temperature required in CVD and related techniques. 16–20 Benzene is chosen as the

carbon source because it contains the six-carbon-atomic-ring basic structural unit. The benzene molecules just need to

be dehydrogenated and connected to each other to form the graphene structure, which further facilitates the growth

process at low temperatures. Indeed, our results demonstrate that high-quality graphene sheets can be prepared on Cu

foils at a temperature as low as 400 °C. The atomic level structure of the grown graphene has been analyzed by means

of Cs-corrected high-resolution transmission electron microscopy (TEM). Raman spectroscopy and electron energy-loss

spectroscopy (EELS) have also been performed to characterize the graphene obtained.

Acknowledgements

This work is supported by the Natural Science Foundation of China (Grant No. 90923001 and 51332003), the

International Science & Technology Cooperation Program of China (Grant No. 2010DFB13640 and 2011DFA51880),

the ‘Changjiang Scholar Program’ and the ‘Qianren Program’ of the Chinese Government, and the Natural Science and

Engineering Research Council of Canada (NSERC). The authors thank C. S. Ma for help in TEM analysis.

PICOSUN™ R-series ALD process tools publications

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