Principios, ventajas y aplicaciones del depósito de capas atómicas (ALD)
La deposición de capas atómicas (ALD) es una técnica de preparación de revestimientos de alta precisión en la que el espesor de la película puede crecer a nivel atómico. Esta técnica presenta grandes ventajas en cuanto al control del espesor de la película, su uniformidad y el grado de cobertura de componentes de formas complejas, y se considera un método muy eficaz para la preparación de revestimientos de alta densidad.
Principios de la tecnología ALD
La deposición de capas atómicas (ALD) deposita películas finas capa a capa sobre la superficie de un sustrato introduciendo alternativamente gases precursores. Sus pasos principales incluyen:
- Adsorción del precursor: El precursor A se introduce en la cámara de reacción para formar una capa de adsorción monocapa en la superficie del sustrato.
- Limpieza por pulsos: Limpieza de moléculas precursoras no adsorbidas y subproductos con gas inerte.
- Reacción para producir una película fina: Se introduce el precursor B y reacciona químicamente con el precursor A adsorbido para producir una película fina de una capa atómica.
- Ciclo repetido: deposición de películas finas capa a capa introduciendo alternativamente los precursores A y B hasta alcanzar el espesor deseado.
Este método garantiza un control muy preciso del espesor y una deposición uniforme de la película.
Ventajas de la tecnología ALD
- Control de espesor de gran precisión: el ALD permite controlar el espesor a nivel atómico, depositando una capa atómica por ciclo de reacción.
- Excelente uniformidad de la película: el ALD puede formar películas uniformes sobre morfologías complejas y estructuras de gran relación de aspecto.
- Películas de alta calidad: Las películas depositadas son densas y no porosas, con excelentes propiedades mecánicas y estabilidad química.
- Amplia gama de materiales aplicables: pueden depositarse diversos metales, óxidos, nitruros y otros materiales.
- Baja temperatura de deposición: adecuado para sustratos y dispositivos sensibles a la temperatura.
Aplicación de la tecnología ALD
Fabricación de semiconductores
- Óxido de puertaÓxidos de puerta para MOSFET, por ejemplo HfO2, Al2O3.
- Dieléctrico de alta k: Se utiliza en dispositivos de memoria como la DRAM.
- barrera de difusiónp. ej. TiN, TaN para capas de interconexión metálicas.
dispositivo optoelectrónico
- Óxido conductor transparente (TCO)por ejemplo, ZnO, ITO para células solares y pantallas.
- revestimiento óptico: Revestimientos antirreflectantes, películas de mejora de la permeabilidad.
Energía y medio ambiente
- Materiales para baterías: Revestimientos positivos y negativos para baterías de iones de litio.
- pila de combustibleCapa catalizadora y capa protectora.
biomédica
- Recubrimientos biocompatiblespor ejemplo, TiO2, Al2O3 para dispositivos médicos e implantes.
- Sistemas de administración de fármacosControla la velocidad de liberación del fármaco.
nanotecnología
- Revestimientos de nanocables y nanotubospara revestimientos funcionales sobre superficies nanoestructuradas.
- material nanoporoso: Recubrimientos nanoporosos para uso en catalizadores, sensores y filtros.
Materiales mecanizables:
Óxido de aluminio (Al2O3), óxido de zinc (ZnO), óxido de titanio (TiO2), óxido de hafnio (HfO2), nitruro de silicio (Si3N4),Nitruro de titanio (TiN)Nitruro de aluminio (AlN), titanio (Ti), platino (Pt)
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