図1　�j(lu┛)�C積に渡って均�kな薄膜を形成するSpatial ALD����　出�Z：Holst Centre

��来、ALDは極めて薄い薄膜を真空中で形成するのに使われてきた。例えばDRAMメモリセルのゲート絶縁膜として高誘電��薄膜を積層する例がある。真空チャンバにウェーハを入れて、加�Xしながら、絶縁��となる材料の�i�~��ガス（プリカーサー）をチャンバ内に導入した後、すぐに排気することで、最初の��1原子層が表�Cに吸��する。次に反応性ガスをチャンバ内に流しまた排気する。プリカーサーと反応して所望の原子を基��表�Cに吸��させる。排気の代わりにプリカーサーや反応ガスを�Vめ、N2のような不��性ガスを流す場合もある。このようにして原子1層分ずつ積層していく。

ALDのメリットは原子を1層ずつ積層していくため、均�k性が良い、表�Cに凹��のついたパターンではステップカバレージが良い、厚さの�U(ku┛)御性が良い、などである。ただし、その分、余��に処理時間がかかっていた。

このALD�\術を、シリコン�T晶ではなく、プラスチック基��のようなフレキシブル基���屬貿�く形成する�\術がここで紹介する、フレキシブルエレクトロニクス向けの�j(lu┛)�C積に渡るALD�\術である。ロールツーロール（R2R）��(sh┫)式であるため、処理時間が�]い、というメリットがある。�j(lu┛)画�Cの�~機ELディスプレイや、�~機EL照��、薄膜�陵枦澱咫�薄膜���w��Liイオンバッテリなどの応��を狙う。

まずはこの�\術の原理を紹介しよう。反応炉では、試料�Cに�貭召縫�スを吹き��ける口を�eっている。����、たとえはR2R����では、時�U�`でガスを順番に交換していく。図2の最も左の�u色のガス導入口のように、最初に不��性ガスN2を流す、試料を載せたベルトを?q┗)��笋��(c│i)‘阿垢襦�次にプリカーサー（オレンジ色）を吹き��ける。それをすぐ排気する。次にまた、不��性ガス（�u色）を吹き��けてプリカーサーの残りガスを排気する。次にプリカーサーと反応すべきガス（�E色）を吹き��けることで所望の原子層を基��に吸��させる。反応に寄与しない残�離�スを廃棄し、さらに不��性ガス（�u色）を吹き��ける。以�屬旅���で1原子層を形成する。

図2　Spatial ALDの��(sh┫)法　出�Z：Holst Centre

図2の番��(gu┤)1で表��(j┤)されている�u色の不��性ガスの吹き��けでは、プリカーサー（オレンジ色）と反応すべきガス（�E色）との間を分�`する役割を�eつ。原子1層を�u(p┴ng)ること以外の反応を�cけるためだ。この分�`��の不��性ガスが両�vを互いにシールドする役割を果たしている。また、番��(gu┤)2で��(j┤)した不��性ガスによって、反応ガスとプリカーサーが外�陲憮�れることを防いでいる。このため反応炉内の内壁には�\積されないという。

この�\術は、連��的にガスに触れるような仕組みになっており、�j(lu┛)気中でも��(f┫)圧下でも行うことができるという。高価な真空システムは��要ない。

ただし、�R�Tすべき点は、窒素ガスの純度を高めなければならないこと、ガスの流れを均�kにすることなどである。プラズマCVDの場合はそれぞれ異なるプラズマ源を���Tする��要があると指�~している。

Holst Centreでは、このSpatial ALD�\術のプロセス開発と、���]����、さらにそれを使ったさまざまな応��に�Dり組んでいる。例えばプロセス開発では、単純な�┣祝譴侶狙�だけではなく、IGZOのような�H元�U薄膜、III-V化合�馮焼���、リチウムイオン電池向けのリチウム化合�顱≪~機・無機のナノラミネート、量子井戸などさまざまな材料について検討している。���]����開発では、�j(lu┛)�C積基��やR2Rによるフレキシブル基��での����開発を行っている。図1の����は�j(lu┛)�C積基����の����である。