Chimie et physique à l’échelle nanoscopique et microscopique
Réacteurs ALD

Cet article traite des sciences et technologies à la base des réacteurs de dépôt ALD. Un réacteur de dépôt est un objet macroscopique permettant de réaliser des processus de croissance atomique de façon reproductible et contrôlée. Le choix du réacteur et sa configuration sont souvent les étapes les plus importantes dans la mise en place d’un projet d’ALD, à l’échelle d’un laboratoire ou à celle d’une usine.

Le développement et la commercialisation d’équipements d’ALD se déroulent dans le cadre de l’industrie des équipements de dépôts de couches minces sous vide. À l’échelle mondiale, cette industrie dédiée au marché mondial est née et s’est développée pendant les 35 dernières années afin de produire et commercialiser des machines utilisant des techniques telles que la PVD (Physical Vapor Deposition), la CVD (Chemical Vapor Deposition)…

Il y a une tendance générale dans l’industrie des équipements à couches minces d’accroître le contenu technologique, et donc la valeur ajoutée, de son offre. Tous les équipementiers ont maintenant des laboratoires d’ingénierie et de démonstration de procédés où ils se développent et démontrent les nouveaux procédés de dépôts. La pratique courante est de démontrer le dépôt de couches dans le cadre d’un projet d’achat d’équipement et de fournir le savoir-faire nécessaire pour le bon fonctionnement et l’entretien de l’équipement, y compris les paramètres de fonctionnement et recettes standards, des fournisseurs recommandés de consommables comme des produits chimiques et des pièces de rechange. La plupart des utilisateurs concentreront ensuite leurs efforts de développement sur l’intégration du procédé de dépôt développé par l’équipementier dans la séquence de fabrication particulière de leur dispositif. Cette route vers la commercialisation des progrès en nanotechnologie s’est avérée extrêmement efficace, ainsi les coûts importants de recherche et développement chez le fournisseur d’équipement peuvent être répartis sur un grand nombre de fabricants de composants, sans limiter la capacité des utilisateurs de l’équipement à se de différencier de leur concurrents dans leur marché.

Le marché de l’équipement de l’ALD a augmenté régulièrement au cours des deux dernières décennies. Le taux moyen de croissance annuel de l’industrie a été au-delà de 20 %, et l’ensemble du marché dépasse désormais 1 milliard d’euros par an. Ce marché est desservi par une variété de fournisseurs, établis principalement en Amérique du Nord, Europe et de plus en plus en Asie.

Dans cet article, nous passerons en revue les conditions de base qui sont nécessaires pour la réalisation d’un procédé d’ALD.

Nous allons ensuite formuler des critères de performance qui permettent d’évaluer et de comparer comment un certain équipement est adaptée à un usage particulier. Quelques architectures de réacteurs ALD qui ont été élaborés à ce jour sont présentées. Finalement, quelques applications pratiques seront décrites.