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Anlage für die Atomlagenabscheidung von FHR. Foto: FHR

Ingenieure aus Sachsen verdreifachen Tempo atomgenauer Beschichter

FHR aus Ottendorf-Okrilla stellt Hispeed-Anlage für „Atomic Layer Deposition“ vor – und erschließt sich seit Übernahme durch China neue Märkte Ottendorf-Okrilla, 17. Mai 2021. Der sächsische Maschinenbauer „FHR“ aus Ottendorf-Okrilla hat eine Anlage für Atomlagenabscheidung entwickelt, mit der sich hochfeine Mikroelektronik-Schichten dreimal schneller als bisher erzeugen lassen. Einsetzen lässt sich die innovative Maschine laut FHR-Produktmanager Hannes Klumbies auch, um antibakterielle Schutzkleider herzustellen, Handy-Linsen mit Fotofiltern zu beschichten, medinische Implantate für die Patienten verträglicher zu machen und dergleichen mehr.

Anlage für die Atomlagenabscheidung von FHR. Foto: FHR

Was ist Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition = ALD)?

Um sehr dünne Schichten zu erzeugen, die zum Beispiel die Reibung eines Motorzylinders mindern, einer Siliziumscheibe neue Computerchip-Elemente zufügen oder ein Feuerwehrhelm-Visier gegen Hitze und gleißende Helle schützen, gibt es verschiedene Verfahren, die alle ihre Vor- und Nachteile haben. Solche Dünnschichten lassen sich beispielsweise durch Lichtbögen, Elektronenstrahlen oder durch Kathodenzerstäubung („Sputter“) erzeugen. Eine weitere Möglichkeit ist die sogenannte Atomlagen-Abscheidung, englisch „Atomic Layer Deposition“ (ALD) genannt. Dieses Verfahren gilt zwar als eher langsam, aber auch als sehr präzise: Wie es der Name schon andeutet, lassen sich damit sogar Schichten erzeugen, die nur eine einzige Atomlage dünn sind. Entwickelt wurde diese Technologie in den 1960ern in der Sowjetunion und in den 1970ern in Finnland. Heute wird die ALD vor allem in Halbleiter-Fabriken eingesetzt. Und das funktioniert so:

Licht an – Molekül an: Ein Lichtstrahl schaltet erstmals ein einzelnes Molekül in einen geschlossenen Zustand (rote Atome), sodass Strom fließen kann. Foto: HZDR/Pfefferkorn

3D-Chips und hauchdünne Atomlagen im Fokus

Konferenz „ALD 2016“ mit starker Dresdner Beteiligung Dublin, 21. August 2016. Wie immer dünnere Atomlagen in Computerchips und anderen Systemen aufgebracht und dabei neue Materialien verwendet werden können, darüber haben über 800 internationale Experten aus Wissenschaft und Industrie dieser Tage in Dublin diskutiert. Die „ALD 2016“ ist die größte Konferenz im Technologiefeld der Atomlagen-Abscheidung (ALD = „Atomic Layer Deposition“). Die Leitung hatten diesmal Dr. Simon Elliott vom irischen „Tyndall National Institute“ und Dr. Jonas Sundqvist von der schwedischen „Lund University“ und vom Dresdner Fraunhofer IKTS übernommen.

Chipfertigung mit “atomarem Legospiel”

Santa Clara/San Francisco, 20.7.11: Der Chipwerkausrüster Applied Materials (Santa Clara/USA) hat auf der Halbleitermesee “Semicon West 2011” ein Verfahren vorgestellt, mit dem die Prozessoren und Speicher von übermorgen gewissermaßen “Atom für Atom” konstruiert werden soll. Das Unternehmen hat dafür die bereits seit den 1970ern bekannte Technik der “Atomic Layer Deposition” (ALD) reanimiert. Dabei werden in Vakuumkammern zwischen Leiterbahnen und Transistoren auf der Siliziumscheibe (Wafer) Isolatorschichten aus Hafnium aufgebracht, die weniger als zwei Nanometer (nm = Millionstel Millimeter) dünn sind. Applied selbst sprach von einem “atomaren Legospiel”. Die Technik soll für Computerchips der Strukturgeneration unter 22 nm eingesetzt werden, die frühestens in zwei Jahren marktaktuell werden.