Die ALD-Technologie (Atomic Layer Deposition, ALD) , ein Verfahren zur Abscheidung von Dünnschichtmaterialien aus der Gasphase, ist längst nicht mehr nur in der Mikroelektronik ein zentraler Baustein. Ihre Anwendungen erstrecken sich über zahlreiche Industriezweige wie Lithium-Ionen-Batterien, Photovoltaik, Optik, Beleuchtung, Biomedizin und Quantentechnologie.
Vielfältiges Konferenzprogramm rund um ALD
Die diesjährige Konferenz bot ein vielfältiges Programm, wie die Europäische Forschungsgesellschaft Dünne Schichten e. V. (EFDS) als Veranstalterin mitteilt. Darunter waren Tutorials zu den Grundlagen der ALD-Technologie, Einblicke in die neuesten Fortschritte in diesem Bereich sowie zahlreiche Gelegenheiten, sich mit Vertretern aus Wissenschaft und Industrie zu vernetzen. Die begleitende Ausstellung bot Unternehmen eine Plattform, um ihre Sichtbarkeit zu erhöhen und ihre Produkte und Dienstleistungen einem internationalen Publikum zu präsentieren.
Highlight in diesem Jahr war unter anderem der Vortrag von Jan Willem Maes, leitender Technologe bei ASM in Belgien. Er gab einen eindrucksvollen Überblick zu Entwicklungen der ALD-Technologie in der industriellen Praxis und einen interessanten Ausblick auf zukünftige Herausforderungen und technologische Ansätze der kommenden Jahre.
Mikroelektronik geht in die dritte Dimension
In der Mikroelektronik gehen die Entwicklungen in die dritte Dimension über, elektronische Bauteile werden nicht mehr nur aus komplexen 2D-Schaltkreisen aufgebaut. Verbindungstechnologien müssen nun auch in der z-Achse umgesetzt werden, woraus neue Anforderungen an die Herstellungsverfahren resultieren. Elektronische Architekturen müssen neu gedacht werden. Einige der gesuchten Lösungen wurden bereits durch ALD-Technologien erfolgreich umgesetzt. Andere sind noch in der Entwicklung. Beispielsweise müssen auf bestehenden Strukturen weitere Schichten und Verbindungen platziert werden, wodurch sich das Prozessfenster der nachfolgenden Schritte deutlich verengt. Mildere Prozessbedingungen werden zur Notwendigkeit, um bestehende Bauteile nicht zu beschädigen.
Dielektrische Schichten wurden vielfältig diskutiert. Von den zugrunde liegenden Präkursoren, über die prozessspezifischen Einflüsse auf die Schichtstrukturen bis hin zur Optimierung der Eigenschaften, gab es einige interessante Beiträge, die entsprechende Verfahren und neue Entwicklungen beleuchteten. Auch hier sind komplexere Zyklen in den Prozessabläufen notwendig. Eine neue Variante der flächensensitiven Abscheidung unter der Nutzung von Vorbehandlungs- und Inhibitionsschritten wurde vorgestellt.
ALD macht PEM-Elektrolyse günstiger
Der zweite Tag widmete sich Anwendungen der Energietechnik für Batterien, Elektrolyse, Brennstoff- und Solarzellen sowie Anwendungen aus der Optik. Das Unternehmen Spark-Nano beispielsweise befasst sich mit dem Skalieren von Herstellungsprozessen für PEM-Elektrolysemembranen für die Produktion von grünem Wasserstoff. Hier werden größere Mengen an seltenem Iridium als Katalysator eingesetzt. Durch die Nutzung effizienter katalytischer Dünnschichten, können zukünftige Membranen deutlich effizienter und kostengünstiger hergestellt werden. Hierzu werden katalytische Schichten mittels ALD erzeugt und stabilisiert. Die Zugänglichkeit der zu beschichteten Oberflächen sowie die Homogenität der erzeugten Schichten bei optimaler Katalysator-Beladung sind dabei eine große Herausforderung, wie Paul Poodt in seinem Beitrag berichtete.
Wojciech Gajewski von Trumpf Hüttinger verglich in seinem Beitrag verschiedene Plasma-basierte Verfahren und wies auf die resultierenden Unterschiede in den erzeugten ALD-Schichten hin, die durch die Verwendung unterschiedlicher Plasmaquellen und Prozess-Parameter während der Herstellungsprozesses erzeugt werden können.
Suo Li von Afly Solution Oy präsentierte die Entwicklungen der vergangenen Jahre im Bereich optische Funktionsschichten für Unterhaltungselektronik und verblüffte einige Nutzer von Smartphones und Kameras mit technischen Details, die in heutigen Geräten bereits im hochpreisigen Segment zur Anwendung kommen und zukünftig zum Standard gehören werden.
Wer keinen der Vortragsslots ergattern konnte, hatte in der Postersession die Möglichkeit, auf seine Arbeiten hinzuweisen. Auch hier wurde ein breites Spektrum an Entwicklungsergebnissen präsentiert.