Atomlagenabscheidung (ALD)

Örtliche Atomlagenabscheidung: Blick auf den rotierenden Drehteller unterhalb des Heizblocks im Hybrid-Bereich.
© Fraunhofer IST
Örtliche Atomlagenabscheidung: Blick auf den rotierenden Drehteller unterhalb des Heizblocks im Hybrid-Bereich.

Schicht- und Prozessentwicklung zur Abscheidung konformer und uniformer Schichtsysteme

Die Atomlagenabscheidung ist ein modifiziertes Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung. Die Merkmale des Prozesses sind zwei aufeinanderfolgende sich selbst begrenzende Oberflächenreaktionen, sodass extrem dünne, defektarme und äußerst homogene Schichten abgeschieden werden können. Ein wesentlicher Vorteil ist hierbei die präzise Kontrolle von Schichtdicke und Materialzusammensetzung für dreidimensionale, komplex-geometrische oder strukturierte Substrate, wodurch hochkonforme und -uniforme Schichten realisiert werden.

 

Ihr Partner für innovative Beschichtungslösungen

Das Fraunhofer IST bietet Kundinnen und Kunden aus Industrie und Forschung anwendungsspezifische und flexible Lösungen an. Unser Angebot im Bereich konformer Beschichtungen reicht von der Prozessentwicklung für thermische ALD-Schichtsysteme bis zu Entwicklungen maßgeschneiderter funktioneller Beschichtungen auf komplex-geometrischen Substraten sowie Partikelmaterialien. 

Unsere Schwerpunkte und Kompetenzen

 

Branchenlösungen

Medizin- und Pharmaverfahrenstechnik

 

Kompetenz

Optische Systeme

 

Kompetenz

Nanomaterialien für die Energiewende

Ausgewählte Referenzprojekte

 

Referenzprojekt

TransPlaMed – Fertigungsplattform für Innovationen in der Medizintechnik

 

Referenzprojekt

Defektfreie Siliziumoxid-Schichten für das Avogadro-Projekt

Beneq TFS 500

Mit ALD können dreidimensionale Objekte mit unterschiedlichen Formen und komplexen Geometrien mit hoher Konformität und Homogenität beschichtet werden.
© Fraunhofer IST, Jan Benz
Mit ALD können dreidimensionale Objekte mit unterschiedlichen Formen und komplexen Geometrien mit hoher Konformität und Homogenität beschichtet werden.

Die Beneq TFS 500 ist eine Beschichtungsanlage auf Basis der thermischen  Atomlagenabscheidung für die Forschung und Entwicklung und Batchproduktion zur Herstellung homogener und uniformer Einzelschichten sowie von Nanolaminatsystemen. Der Schwerpunkt liegt in der Abscheidung von Metalloxiden (z.B. Al2O3, TiO2, ZnO, SnO2, Nb2O5, SiO2) zur Anwendung als optische Funktionsschicht, Barriereschicht, Batteriematerialienfunktionalisierung, Partikel- und Textilbeschichtung.

 

Spezifikationen / technische Daten

  • Thermische Atomlagenabscheidung
  • Batchcoater (cross flow & stop flow für 2D/3D, forced flow fluidized bed für Partikel)
  • 3D-Schleuse und 2D-Loadlock
  • Substratmaterialien: Wafer, Glas, Kunststoffe, Metalle, Textilien, Partikel
  • Single Wafer: ø200 ×10 mm
  • 3D-Batch (Multiwafer): ø210 × 170 mm
  • Partikelbeschichtung: ø80 × 50 mm (~ 100 cm3), Partikelgröße > 10 µm

 

FHR Star 400x300 SALD

FHR Star 400x300 SALD Beschichtungsanlage zur thermischen örtlichen Atomlagenabscheidung.
© Fraunhofer IST
FHR Star 400x300 SALD Beschichtungsanlage zur thermischen örtlichen Atomlagenabscheidung.

Die FHR Star 400x300 SALD Beschichtungsanlage basiert auf der thermischen örtlichen Atomlagenabscheidung für die Hochdurchsatzbeschichtung zur Abscheidung homogener und uniformer Einzelschichten sowie von Nanolaminatsystemen. Der Schwerpunkt liegt in der Abscheidung von Metalloxiden zur Anwendung als optische Funktionsschicht, Barriereschicht, Energiematerialfunktionalisierung und Textilbeschichtung. Die flexible Auslegung erlaubt hierbei die Integration verschiedener Beschichtungs- und Aktivierungsmöglichkeiten innerhalb eines dedizierten Hybridbereiches sowie innerhalb der Präkursorzonen.

 

Spezifikationen/ technische Daten

  • Drehtelleranlange für thermische örtliche Atomlagenabscheidung
  • 100 rpm (Al2O3: 10 nm/min)
  • Substratmaterialien: Wafer, Glas, Kunststoffe, Metalle, Textilien
  • 4 x 2D-Substrate: Ø200 mm
  • 2 x 3D-Substrate: 400 x 300 mm
  • Maximale Substratdicke: 10 mm
  • Hybridzone zur Integration verschiedener Beschichtungs- und Aktivierungsmöglichkeiten
  • Modulare und flexible Anlagenauslegung und Prozessanpassung

 

© Fraunhofer IST
Blick auf den rotierenden Drehteller und Heizblock.
© Fraunhofer IST
Blick auf den rotierenden Drehteller und Heizblock.
Örtliche Atomlagenabscheidung: Blick auf den rotierenden Drehteller unterhalb des Heizblocks im Hybrid-Bereich.
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Örtliche Atomlagenabscheidung: Blick auf den rotierenden Drehteller unterhalb des Heizblocks im Hybrid-Bereich.

Weitere Informationen

 

Aus der Forschung

Einsatzgebiete der Atomlagenabscheidung