Dépôt par couche atomique (ALD) : principes, avantages et applications
Le dépôt de couches atomiques (ALD) est une technique de préparation de revêtements de haute précision dans laquelle l'épaisseur du film peut être augmentée au niveau atomique. Cette technique présente de grands avantages en termes de contrôle de l'épaisseur du film, d'uniformité de l'épaisseur du film et de degré de couverture des composants de forme complexe. Elle est considérée comme une méthode très efficace pour la préparation de revêtements à haute densité.
Principes de la technologie ALD
Le dépôt par couches atomiques (ALD) permet de déposer des couches minces sur la surface d'un substrat en introduisant alternativement des gaz précurseurs. Ses principales étapes sont les suivantes :
- Adsorption du précurseur : le précurseur A est introduit dans la chambre de réaction pour former une monocouche d'adsorption sur la surface du substrat.
- Nettoyage par impulsion : nettoyage des molécules précurseurs non adsorbées et des sous-produits à l'aide d'un gaz inerte.
- Réaction pour produire un film mince : le précurseur B est introduit et réagit chimiquement avec le précurseur A adsorbé pour produire un film mince d'une couche atomique.
- Cycle répétitif : dépôt de couches minces couche par couche en introduisant alternativement les précurseurs A et B jusqu'à ce que l'épaisseur souhaitée soit atteinte.
Cette méthode permet un contrôle très précis de l'épaisseur et un dépôt uniforme du film.
Avantages de la technologie ALD
- Contrôle très précis de l'épaisseur : l'ALD permet de contrôler l'épaisseur au niveau atomique, en déposant une couche atomique par cycle de réaction.
- Excellente uniformité du film : l'ALD peut former des films uniformes sur des morphologies complexes et des structures à rapport d'aspect élevé.
- Films de haute qualité : les films déposés sont denses et non poreux, avec d'excellentes propriétés mécaniques et une grande stabilité chimique.
- Large éventail d'applications : divers métaux, oxydes, nitrures et autres matériaux peuvent être déposés.
- Faible température de dépôt : convient aux substrats et dispositifs sensibles à la température.
Application de la technologie ALD
fabrication de semi-conducteurs
- Oxyde de grilleCouches d'oxyde de grille pour les MOSFET, par exemple HfO2, Al2O3.
- Diélectrique high-kLes données de l'ordinateur sont utilisées dans les dispositifs de mémoire tels que la DRAM.
- barrière de diffusionLes couches d'interconnexion métalliques peuvent être réalisées à l'aide de matériaux tels que : TiN, TaN, par exemple.
dispositif optoélectronique
- Oxyde conducteur transparent (TCO)Les produits de la biotechnologie sont les suivants : par exemple ZnO, ITO pour les cellules solaires et les écrans.
- revêtement optique: Revêtements antireflets, films d'amélioration de la perméabilité.
Énergie et environnement
- Matériaux de la batterie: Revêtements positifs et négatifs pour les batteries lithium-ion.
- pile à combustibleLes deux couches sont : la couche catalytique et la couche protectrice.
biomédical
- Revêtements biocompatiblesLes produits de l'industrie de l'automobile sont des matériaux de base : par exemple TiO2, Al2O3 pour les dispositifs médicaux et les implants.
- Systèmes d'administration de médicamentsLa vitesse de libération du médicament est contrôlée par le système d'information sur les médicaments.
nanotechnologie
- Revêtements de nanofils et de nanotubes: pour des revêtements fonctionnels sur des surfaces nanostructurées.
- matériau nanoporeuxLe projet a pour objectif de créer des revêtements nanoporeux pour les catalyseurs, les capteurs et les filtres.
Matériaux usinables :
Oxyde d'aluminium (Al2O3), oxyde de zinc (ZnO), oxyde de titane (TiO2), oxyde de hafnium (HfO2), nitrure de silicium (Si3N4),Nitrure de titane (TiN)Nitrure d'aluminium (AlN), Titane (Ti), Platine (Pt)
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