Article de référence | Réf : RE254 v1

Conclusion
Réacteurs ALD

Auteur(s) : Jacques Kools

Date de publication : 10 nov. 2016

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Les réacteurs de dépôt de couche minces par ALD (Atomic Layer Deposition) pour une variété d'applications de recherche, de développement et de fabrication sont présentés dans cet article. L'ensemble des conditions physiques et chimiques aux échelles nano- et micrométrique nécessaires pour obtenir un processus de croissance ALD sont passées en revue. Ensuite, les différentes approches qui ont été développées pour obtenir ces conditions dans un réacteur macroscopique sont discutées. La dernière partie de l’article est une discussion sur les différents types de réacteurs utilisés selon les applications.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

ALD Reactors

Atomic layer deposition (ALD) reactors for coating in a variety of research, development and manufacturing applications are discussed in this article. The set of fundamental physical and chemical process conditions at the nano- and microscale needed to obtain an ALD growth process can be achieved in a number of different macroscopic reactor configurations. This article reviews the different approaches that have been developed. To compare and evaluate the performance of these different tools, a range of metrics is needed. Hence the practical implementation of an ALD process for any particular application is found to be strongly dependent on the application.

Auteur(s)

INTRODUCTION

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.

Points clés

Domaine : Nanotechnologie

Degré de diffusion de la technologie : Croissance

Technologies impliquées : Dépôt de couches minces, technique du vide, simulations numériques

Domaines d’application : Microélectronique, photovoltaïque, électronique souple, OLED, stockage d’électricité,

Principaux acteurs français :

  • Pôles de compétitivité : Minatec, SCS

  • Centres de compétence : CEA, CNRS

  • Industriels : Encapsulix, Kemstream, Annealsys

Autres acteurs dans le monde :

ASMI (Pays-Bas), Applied Materials (États-Unis), Beneq (Finlande), NCD (Corée du Sud), Picosun (Finlande), TES (Corée du Sud), Veeco (États-Unis),

Contact : [email protected]

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

purge   |   ALD reactors   |   thin films   |   ALD process

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re254


Cet article fait partie de l’offre

Innovations technologiques

(183 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

6. Conclusion

Le domaine technique des réacteurs ALD a considérablement évolué au cours des dernières décennies. Une variété de types d’équipements matures et fiables est maintenant disponible. Le choix le plus approprié de l’équipement dépend fortement de l’application particulière visée. Un grand nombre d’indicateurs de performance existent tels que la taille du substrat, le choix des précurseurs disponibles, le temps de cycle minimum, les propriétés physico- chimiques des couches déposés, l’uniformité et la stabilité du processus, la microcontamination, la fiabilité et le coût de l’équipement. L’importance relative donnée à ces métriques dans le choix d’un équipement dépend de l’application finale.

Il y a une tendance continue de l’innovation dans le domaine, tant au niveau des architectures des réacteurs, que des sous-systèmes et composants, qui est alimentée par le nombre croissant d’applications. Les principaux axes de développement sont :

  • la réduction du coût d’utilisation afin de permettre l’application économique de la technologie ALD dans un nombre croissant d’applications et produits finaux. Une variété de facteurs jouent un rôle, y compris la possibilité de traiter de plus grands substrats (jusqu’à plusieurs mètres), la capacité de diminuer les temps de cycle (à des valeurs bien inférieures à une seconde) et l’intégration des systèmes de transport de substrats appropriés tels que les systèmes à rouleau (roll-to-roll) ;

  • le développement des sous-systèmes tels que les systèmes de génération de vapeur de précurseur permettant l’utilisation d’un plus grand nombre de molécules précurseurs ;

  • la mise au point d’architectures de réacteurs permettant le dépôt sur un plus grand nombre de géométries de substrat non conventionnelles, telles que des microparticules et des nanoparticules, des tuyaux, des fibres, etc.

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Innovations technologiques

(183 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Conclusion
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - POODT (P.E.) et al -   Spatial atomic layer deposition : A route towards further industrialization.  -  J. Vac Sci Technology, A30, 010802 (2012).

  • (2) - ELAM (A.Y.-G.) -   Analytic expressions for atomic layer deposition : Coverage, throughput, and materials utilization in cross-flow, particle coating, and spatial atomic layer deposition.  -  J. Vac Sci. Technol., A32, 031504 (2014).

  • (3) - ERNST GRANNEMAN (P.F.) -   Batch ALD : Characteristics, comparison with single wafer ALD, and examples.  -  Surface & Coatings Technology, 201, p. 8899 (2007).

  • (4) - GEORGE (S.) -   Atomic Layer Deposition : An Overview.  -  Chem. Rev, 110, 111-131 (2010).

  • (5) - KOOLS (J.C.S.) -   High Throughput Atomic Layer Deposition for Encapsulation of Large Area Electronics.  -  ECS Transactions 41, 195 (2011).

  • (6)...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Innovations technologiques

(183 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS