Атомно-слоевое осаждение (ALD)

Атомно-слоевое осаждение (или АСО) - это физико-химическая технология, позволяющая посредством нанесения тончайших газово-фазных нано-пленок создавать концептуально новые продукты, отличающиеся высокой технологичностью. Эти пленки отличаются безупречной однородностью, а также конформностью. 

АСО - это повсеместно применяемый инструмент для изготовления различной продукции в сфере наноразмерных технологий, где есть необходимость нанесения исключительно беспористых, совершенно равномерных покрытий с высокой точностью. Это требуется делать по всей толщине на пластины сложных форм либо на изделия, отличающиеся высоким аспектным соотношением. 

Принцип дейстия АСО:

1. В реакционную камеру, в которой происходит реакция и закрепление молекул на поверхности пластины, напускают триметилалюминий, и прекращают только после реакции всех поверхностных активных групп с молекулами этого химиката.

2. Сквозь емкость пропускают инертный газ, задача которого - устранить остатки реагентов, а также газообразные продукции, возникшие в процессе реакции.

3. Далее в камеру напускают водяные пары, молекулы вступают в реакцию с поверхностью подложки, таким образом образуется прослойка Al2O3 (оксид алюминия).

4. Далее сквозь емкость снова пропускается инертный газ, выполняющий ту же функцию, что и прежде.

Аналогично можно получить другие функциональные тонкие слои и пленки используя другие прекурсоры (реагенты).

Достоинства АСО 

Большинство компаний принимают решение приобрести оборудование для атомно-слоевого осаждения, так как эта технология обладает рядом беспрецедентных преимуществ:

• стопроцентная конформность нанесения на ровной поверхности и изделиях со сложной структурой;
• высокоточный контроль толщины;
• безупречная адгезия пленки;
• идеальная однородность покрытия;
• дефекты и даже микроскопические нарушения целостности невозможны;
• воспроизводимый процесс при условии низких температур;
• смешанные либо дифференцированные слои. 

Пленочные покрытия, изготовленные посредством технологии АСО, особенно ценны за однородность, это важно при производстве MEMS (микро-электромеханических систем). За счет применения АСО прочность и надежность MEMS значительно увеличиваются, гарантируется защита поверхности, обеспечивается длительный срок эксплуатации. 

Пленочные покрытия, выполненные по методу АСО, применяются в том числе и как изоляционная прослойка, благодаря которой лучше рассеивается заряд и повышаются функциональные способности устройств MEMS. 

Также технология изготовления при помощи последовательного нанесения атомных прослоек позволяет изготавливать новые структуры. Например, данный метод используют для изготовления нано-электромеханических систем (НЭМС). При этом вместе с АСО применяется способ МНС (молекулярное нанесение слоя). Последний предназначен для изготовления слоев-жертв, которые впоследствии подлежат удалению. 

Прослойки-жертвы выполняют роль воздушных промежутков, нужных для производства различных мостов и механических переключателей. А нанотрубки из углеродистого материала либо нановолокна, которые покрываются по технологии атомно-слоевого осаждения, применяются, в том числе, для изготовления датчиков в приборах МЭМС/НЭМС.

 Сферы использования метода АСО:

• уплотнители, используемые для повышения герметичности;
• оптические прослойки - светопоглотители, отражающие, просветляющие;
• слои электроизоляции, которые наносятся при минусовых температурах;
• препятствующие травлению прослойки;
• слои для затравки, используемые перед нанесением покрытий;
• слои термопровода;
• снижающие трение гидрофобные слои;
• покрытия с биосовместимостью;
• с целью закрытия наноразмерных отверстий.

Также слой, изготовленный с помощью АСО, применяется для микродвигателей MEMS, в частности, для кроссекции втулки и вращающегося на ней зубчатого колеса.

Еще одной важной областью применения технологии АСО является изготовление микроканальных пластин (МКП), применяемых в оптике рентгеновских аппаратов. МКП нужны для выставления точного фокуса рентген-излучения. Полые стеклянные трубки, являющиеся материалом для изготовления МКП, покрываются изнутри конформным металлизированным покрытием, которое изготавливается при помощи атомно-слоевого осаждения. 

Значительным преимуществом технологии АСО является ее исключительная способность защищать металлические изделия от коррозионных процессов. Это позволяет значительно увеличить продолжительность службы промышленных деталей, позволяет сэкономить материалы и снизить общие затраты.

 Механический осциллятор также нуждается в технологии АСО, ведь благодаря добавлению нескольких слоев оксида алюминия ощутимо повышается жесткость его структуры.

Наша компания компания рада предложить одноого из лидеров на рынке Атомно-слоевого осаждения немецкого производителя SENTECH Instruments GmbH.