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流化床粉末原子層沉積設備FB-ALD

一、設備簡述

原子層沉積（ALD, Atomic Layer Deposition)是基于化學氣相沉積（CVD）的基礎上開發的新型沉積方式，沉積物以單層原子的方式沉積在基體表面。因為ALD可實現原子級精度的均勻沉積，特別適用于高深寬比的沉積工藝。ALD技術已普遍應用于半導體、光伏等先進制造業，但傳統ALD工藝至適用于片材的沉積工藝。

蘇州紐姆特將ALD技術與實驗室級流化床反應器結合，打造適用于小型、粉末材料ALD工藝的實驗室FB-ALD。

二、設備用途

公司與***專家共同開發的PALD設備，采用獨特設計的流化床反應器，**將ALD工藝引入粉體材料行業，實現微米、納米材料表面實現原子級超均勻沉積。可廣泛應用于鋰電池正負極材料、催化劑、醫藥、化工等行業。

三、FB-ALD的優勢

1、沉積工藝精度高。ALD沉積為單原子沉積，且沉積具有自限性（self-limiting），沉積精度可達1?（0.1nm），遠高于普通CVD的沉積精度。

2、沉積層厚度可調。ALD沉積層厚度可通過原子沉積層數任意調整，具有高度可控性。

3、滿足高深寬比材料。對于表面不規則的材料，傳統CVD工藝易產生“空洞”，造成沉積不均勻；ALD沉積層為單原子層，可均勻覆蓋高深寬比（Depth-Width Ratio, D/W）材料的表層。

4、粉體材料的超均勻包覆。憑借獨特設計的流化床（Fluidized Bed），粉體材料在反應器內形成流化態，并與沉積氣體充分反應，實現超均勻包覆，具有高度各向同性。

5、沉積物質種類多。目前可沉積的化學物質包括氧化物、氮化物、氟化物、碳化鎢、硫化物、金屬、復合結構 材料等物質。

6、反應溫度低。ALD工藝的沉積溫度通常低于300℃，可適用于熱敏性材料或不耐高溫的材料（如高鎳三元正極材料）。

7、高純度沉積物。ALD工藝沉積在中高真空（＜1 Torr）與高純沉積氣和載氣之間切換，無雜質引入。

8、自動化控制程度高。設備通過PLC編程控制，結合高精度的自動進料系統和檢測系統，實現高程度自動化，減少操作人員誤差。

四、應用案例：高鎳三元正極材料包覆氧化鋁

三元材料（單晶、二次顆粒）為微米級粉末，常見的干法、濕法包覆氧化鋁受氧化鋁顆粒的影響，無法做到均勻包覆，PALD可以有效解決此問題。

首先將三元材料粉體在特殊設計的流化床反應器內形成流化態，粉體均勻蓬松地懸浮在反應器內。之后進行氧化鋁ALD沉積工藝：TMA與水與粉體表面交替發生自限性吸附，吹掃氣清除粉體表面多余的反應物，形成單原子層氧化鋁。ALD循環重復若干次直至形成設計厚度的包覆層。