希腊神话中普罗米修斯窃取天机，为人类带来火焰与文明。而纳米科学家们无疑是我们时代的“普罗米修斯”。原子层沉积技术（ALD）作为一种精确到原子层面的沉积技术，探寻各种各样的配方就如同“纳米盗火者”一般，将微观世界的火种带入现实。

ALD 反应依赖于多种前驱体化学物质得到最终产物的一种气相沉积技术。由于 ALD 反应的自限制特性，前驱体通常是过量的，从而保证表面的饱和化学吸附，实现均匀包覆。在半导体工艺中，ALD 技术已经得到广泛应用。近年来，随着粉末 ALD 包覆研究：PALD（Particle ALD）的兴起，前驱体的开发被赋予了更高的使命与要求。开发新型 ALD 前驱体，将是“纳米盗火者”们不竭的使命。

开发各类前驱体是进行 ALD 反应的关键

对于粉末样品，由于比表面积的增大，消耗的前驱体量也呈几何数量级增长。这意味着，相同质量下，粉末样品需要更多的前驱体进行 ALD 反应。而粉末的粒径越小，其比表面积越大。相同质量的平面器件其表面积与 1mm 直径粉末相差 10 倍以上，而与 10µm 粉末比表面差异更接近 16000 倍，相当于一张课桌与标准足球场面积的差别。

粉末 ALD 需要覆盖的表面积远远高于平面器件

高比表面积的粉末样品不仅对前驱体的用量提出更高的要求，前驱体的存储以及输送方式同样重要。对于半导体行业而言，公斤级的前驱体储存瓶即可满足连续的生产要求。但粉末 ALD 包覆，尤其是锂电，金属等粉末样品，每年的处理量可达到吨级甚至百吨级，因此前驱体的供应需要使用更大的储存系统。

粉末 ALD 对前驱体供应要求的范式转变

此外，并不是所有平面半导体工艺配方都可以被移植到粉末工艺中，而对于复杂的粉末包覆需求，大量使用现有的前驱体将推高使用成本。开发质量更高，成本更低的批量前驱体制备技术将是大规模应用 PALD 技术的必然选择。

目前，能提供大批量前驱体的企业qu指可数，而法国液化空气集团 Air Liquid 便是其中的之一。多年来，Air Liquid 已为众多行业的客户提供服务，更是全球zui大的工业气体供应商。为了开发新一代气相前驱体，Air Liquid 在全球设立 ALOHA 制造中心，已经成功为半导体 45nm 以下 ALD 工艺提供从克级到吨级的前驱体产品。

Air Liquid 的高介电常数锆基前驱体产品

前驱体的开发离不开 ALD 设备的支持与验证，尤其是对于粉末样品，好的研究工具是验证配方可行性的重要平台。Forge Nano 是全球wei一可提供工业级 PALD 技术设备服务的企业。旗下的 P 系列 Prometheus 流化床粉末包覆系统可提供单次最高公斤级的粉末样品处理量，是理想的 PALD 研发工具。Air Liquid 作为 Forge Nano 的投资者与合作伙伴，在日本分公司的东京创新园区使用 Prometheus ™ 研发系统来验证用于  PALD 的 ALD 前驱体开发。

P 系列 Prometheus 的特点：

· 单批次 1mL – 600ml (~1kg) 粉末

· 专li的流化技术可实现均匀的流化和沉积

· 最高 8 通道 ALD 前驱体通道

· 可更换的反应器腔室，确保不同批量粉末的精准包覆

· 敏感粉末的惰性隔离和处理能力

P 系列流化床粉末 ALD 包覆系统

“Forge Nano 将 Air Liquide 视为各个成熟市场的关键战略投资者和合作伙伴。我们很高兴为他们提供研究系统，以加速 PALD 技术在日本和全球新应用的采用。一旦 Air Liquid 验证成功，我们将为终端客户提供工艺生产规模的 PALD 设备。”—— Forge Nano 产品管理总监 Daniel Higgs 博士

“Forge Nano 是 PALD 工艺开发和产业化的ling导者。作为 ALD 前驱体“设计者”和供应商，我们很高兴安装 Prometheus PALD 系统来支持我们的 ALD 前驱体开发，为我们的全球客户和合作伙伴提供服务。”—— Air Liquid 先进材料新兴市场全球总监 Nicolas Blasco

关于 Forge Nano

Forge Nano 是 PALD 技术供应商，可提供从毫克到千吨级的粉末包覆“端到端”解决方案。目前已经接收包括大众，LG 化学，三井金属等企业的投资，开展锂电电极材料以及金属材料粉末 ALD 包覆的应用开发。

关于 Air Liquid

Air Liquid 是工业和健康领域气体、技术和服务的全球ling导者，其业务遍及 78 个国家/地区，拥有约 64,500 名员工，为超过 380 万客户提供服务。Air Liquid 的先进材料正在改变电子和技术科学。通过原子级工程进行创新，为世界的生活、工作方式开辟无数新的可能。旗下的 ALOHA™ 和 Voltaix® 产品对于制造大数据和物联网所需的计算机芯片至关重要。