Présentation
RÉSUMÉ
Cet article présente le principe de la méthode de dépôt chimique en flux alternés, connue sous le nom d’Atomic Layer Deposition (ALD). Après avoir décrit les matériaux pouvant être élaborés par cette technique, nous discutons de son impact environnemental, de ses évolutions récentes ainsi que de ses différents champs d’application. Enfin, un descriptif pratique des étapes de mise en œuvre d’un procédé ALD est proposé.
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Lire l'articleAUTEUR(S)
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Nathanaelle SCHNEIDER : Directrice de Recherche au CNRS, Docteur en chimie des Universités de Strasbourg et Heidelberg - Institut du Photovoltaïque d’Île-de-France (IPVF), UMR 9006 CNRS, École Polytechnique – IP Paris, Chimie Paristech – PSL, Palaiseau, France
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Élisabeth BLANQUET : Directrice de Recherche au CNRS, Docteur en sciences des Matériaux de Grenoble INP - SIMaP, Université Grenoble Alpes, Grenoble INP, CNRS, Grenoble, France
INTRODUCTION
La technique de dépôt chimique en phase vapeur par flux alternés, plus communément appelée Atomic Layer Deposition (ALD), est une technique dérivée du dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Ce procédé de dépôt est basé sur l’introduction séquentielle de précurseurs gazeux ou réactifs moléculaires, nommés précurseurs, afin de favoriser une croissance auto-limitante et contrôlée par la surface du substrat et de permettre de fabriquer le matériau visé monocouche par monocouche.
Dans cet article, après un bref historique, nous expliquons en détail le principe général de l’ALD. Pour cela, nous rappellons deux notions fondamentales qui lui sont liées (la technique de dépôt par voie chimique en phase gazeuse et l’adsorption), puis nous décrivons la croissance du matériau, en détaillant les différents mécanismes pouvant avoir lieu. Nous abordons aussi les classes de précurseurs adaptés à cette méthode ainsi que les types de réacteurs de dépôt utilisés. Une attention particulière est portée à l’importance des paramètres de dépôt (précurseur, température, temps de pulse et de purge, etc.) et leur influence sur les chimies de surface mises en jeu.
Dans un second temps, nous dressons l’inventaire des matériaux pouvant être déposés par cette technique, explorons son impact environnemental, ses plus récentes évolutions et ses différents champs applicatifs. Enfin, les étapes-clés de mise en œuvre d’un procédé ALD sont explicitées.
Points clés
Domaine : techniques de dépôt de couches minces
Degré de diffusion de la technologie : maturité
Technologies impliquées : dépôt par couches atomiques (ALD, Atomic Layer Deposition)
Domaines d’applications : microélectronique, photovoltaïque, stockage et conversion de l’énergie, médical, optique
Principaux acteurs français : voir cartographie GDR RAFALD
– Pôles de compétitivité : Minalogic
– Centres de compétence : CNRS, Universités, CEA
– Industriels : Air Liquide, Annealsys, CILKOA, Encapsulix, Kemstream, Microtest, OMICRON, STMicroelectronics
Autres acteurs dans le monde :
Applied Materials, ASM, Beneq Oy, Jusung Engineering Co. Ltd.,...
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MOTS-CLÉS
matériaux | Applications | Mise en œuvre | analyse du cycle de vie | principes | ALD
VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 1 de oct. 2016 par Nathanaelle SCHNEIDER, Frédérique DONSANTI
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CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Atomic Layer Deposition (ALD) - Principes, matériaux, évolutions, applications
Principe général de l’ALD
Sources bibliographiques
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