流化床粉末原子层沉积设备FB-ALD

一、设备简述

原子层沉积（ALD, Atomic Layer Deposition)是基于化学气相沉积（CVD）的基础上开发的新型沉积方式，沉积物以单层原子的方式沉积在基体表面。因为ALD可实现原子级精度的均匀沉积，特别适用于高深宽比的沉积工艺。ALD技术已普遍应用于半导体、光伏等先进制造业，但传统ALD工艺至适用于片材的沉积工艺。

苏州纽姆特将ALD技术与实验室级流化床反应器结合，打造适用于小型、粉末材料ALD工艺的实验室FB-ALD。

二、设备用途

公司与***专家共同开发的PALD设备，采用独特设计的流化床反应器，**将ALD工艺引入粉体材料行业，实现微米、纳米材料表面实现原子级超均匀沉积。可广泛应用于锂电池正负极材料、催化剂、医药、化工等行业。

三、FB-ALD的优势

1、沉积工艺精度高。ALD沉积为单原子沉积，且沉积具有自限性（self-limiting），沉积精度可达1Å（0.1nm），远高于普通CVD的沉积精度。

2、沉积层厚度可调。ALD沉积层厚度可通过原子沉积层数任意调整，具有高度可控性。

3、满足高深宽比材料。对于表面不规则的材料，传统CVD工艺易产生“空洞”，造成沉积不均匀；ALD沉积层为单原子层，可均匀覆盖高深宽比（Depth-Width Ratio, D/W）材料的表层。

4、粉体材料的超均匀包覆。凭借独特设计的流化床（Fluidized Bed），粉体材料在反应器内形成流化态，并与沉积气体充分反应，实现超均匀包覆，具有高度各向同性。

5、沉积物质种类多。目前可沉积的化学物质包括氧化物、氮化物、氟化物、碳化钨、硫化物、金属、复合结构 材料等物质。

6、反应温度低。ALD工艺的沉积温度通常低于300℃，可适用于热敏性材料或不耐高温的材料（如高镍三元正极材料）。

7、高纯度沉积物。ALD工艺沉积在中高真空（＜1 Torr）与高纯沉积气和载气之间切换，无杂质引入。

8、自动化控制程度高。设备通过PLC编程控制，结合高精度的自动进料系统和检测系统，实现高程度自动化，减少操作人员误差。

四、应用案例：高镍三元正极材料包覆氧化铝

三元材料（单晶、二次颗粒）为微米级粉末，常见的干法、湿法包覆氧化铝受氧化铝颗粒的影响，无法做到均匀包覆，PALD可以有效解决此问题。

首先将三元材料粉体在特殊设计的流化床反应器内形成流化态，粉体均匀蓬松地悬浮在反应器内。之后进行氧化铝ALD沉积工艺：TMA与水与粉体表面交替发生自限性吸附，吹扫气清除粉体表面多余的反应物，形成单原子层氧化铝。ALD循环重复若干次直至形成设计厚度的包覆层。