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Prinzipien, Vorteile und Anwendungen der Atomlagenabscheidung (ALD)

Die Atomlagenabscheidung (ALD) ist eine hochpräzise Technik zur Herstellung von Beschichtungen, bei der die Schichtdicke auf atomarer Ebene erzeugt werden kann. Diese Technik hat große Vorteile in Bezug auf die Kontrolle der Schichtdicke, die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke und den Abdeckungsgrad von komplex geformten Bauteilen und gilt als sehr wirksame Methode für die Herstellung von Beschichtungen mit hoher Schichtdichte. 

Grundsätze der ALD-Technologie

Bei der Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition, ALD) werden dünne Schichten durch abwechselndes Einleiten von Vorläufergasen Schicht für Schicht auf der Oberfläche eines Substrats abgeschieden. Die wichtigsten Schritte sind:

  1. Adsorption des Vorläufers: Der Vorläufer A wird in die Reaktionskammer eingebracht, um eine einlagige Adsorptionsschicht auf der Substratoberfläche zu bilden.
  2. Impulsreinigung: Reinigung von nicht adsorbierten Vorläufermolekülen und Nebenprodukten mit Inertgas.
  3. Reaktion zur Herstellung einer dünnen Schicht: Vorläufer B wird eingeführt und reagiert chemisch mit dem adsorbierten Vorläufer A, um eine dünne Schicht aus einer Atomlage zu erzeugen.
  4. Zyklus wiederholen: Abscheidung dünner Schichten Schicht für Schicht durch abwechselndes Einbringen der Vorläufer A und B, bis die gewünschte Dicke erreicht ist.

Diese Methode gewährleistet eine hochpräzise Kontrolle der Schichtdicke und eine gleichmäßige Schichtabscheidung.

Vorteile der ALD-Technologie

  • Hochpräzise Schichtdickenkontrolle: ALD ermöglicht eine Schichtdickenkontrolle auf atomarer Ebene, wobei pro Reaktionszyklus eine atomare Schicht abgeschieden wird.
  • Hervorragende Schichtgleichmäßigkeit: ALD kann gleichmäßige Schichten auf komplexen Morphologien und Strukturen mit hohem Aspektverhältnis bilden.
  • Hochwertige Schichten: Die abgeschiedenen Schichten sind dicht und porenfrei, mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und chemischer Stabilität.
  • Breites Spektrum an Materialien: verschiedene Metalle, Oxide, Nitride und andere Materialien können abgeschieden werden.
  • Niedrige Abscheidungstemperatur: geeignet für temperaturempfindliche Substrate und Geräte.

Anwendung der ALD-Technologie

Halbleiterherstellung

  • Gate-OxidGate-Oxidschichten für MOSFETs, z. B. HfO2, Al2O3.
  • Hoch-k-Dielektrikum: Wird in Speichergeräten wie DRAM verwendet.
  • Diffusionssperre: z. B. TiN, TaN für metallische Verbindungsschichten.

optoelektronisches Gerät

  • Transparentes leitfähiges Oxid (TCO): z. B. ZnO, ITO für Solarzellen und Displays.
  • optische BeschichtungAntireflexionsbeschichtungen, Filme zur Verbesserung der Permeation.

Energie und Umwelt

  • Batterie-MaterialienPositive und negative Beschichtungen für Lithium-Ionen-Batterien.
  • BrennstoffzelleKatalysatorschicht und Schutzschicht.

biomedizinische

  • Biokompatible Beschichtungen: z. B. TiO2, Al2O3 für medizinische Geräte und Implantate.
  • Systeme zur Verabreichung von MedikamentenKontrolliert die Geschwindigkeit der Wirkstofffreisetzung.

Nanotechnologie

  • Nanodraht- und Nanoröhrenbeschichtungenfür funktionelle Beschichtungen auf nanostrukturierten Oberflächen.
  • nanoporöses MaterialNanoporöse Beschichtungen zur Verwendung in Katalysatoren, Sensoren und Filtern.

Bearbeitbare Materialien:

Aluminiumoxid (Al2O3), Zinkoxid (ZnO), Titanoxid (TiO2), Hafniumoxid (HfO2), Siliziumnitrid (Si3N4),Titannitrid (TiN)Aluminiumnitrid (AlN), Titan (Ti), Platin (Pt)

Wir bieten Atomlagenabscheidung (ALD) OEM-Anpassungsdienstekönnen Sie gerne einen Kommentar hinterlassen.

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