SALD und TU/e entwickeln neue Atomtechnik

Bild: Screenshot Internetseite: "https://www.spatialald.com/" / Eigenes Werk

Das Startup SALD BV und die Eindhoven University of Technology (TU/e) arbeiten eng zusammen, um das Einsatzspektrum der "Spatial Atomic Layer Deposition" (SALD) zu verbreitern. Die Eindhoven University of Technology (TU/e) und das Startup SALD BV arbeiten zusammen an der Entwicklung künftiger Generationen von Produktionsmaschinen für die "Spatial Atomic Layer Deposition" (SALD).

Es handelt sich dabei um ein Verfahren zum schnellen Auftragen von atomaren Beschichtungen in mehreren Lagen auf ein Substrat, um neue Materialeigenschaften zu erreichen. Hierzu hat das Startup der Universität eine erste SALD-Maschine zur Verfügung gestellt. Im universitären Forschungslabor kann die SALD-Produktion in unterschiedlichen Umgebungen getestet werden, was die Möglichkeiten eines Startups übersteigen würde.

Das Projekt wird von der Niederländischen Organisation für Wissenschaftliche Forschung (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek, NWO) finanziert. Zu den weiteren Forschungspartnern gehören unter anderem die Niederländische Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek, TNO), der Industriekonzern VDL Enabling Technologies Group (ETG), der Industriefertiger ASM, der Halbleiterspezialist Chipmetrics, die Spezialfirmen Smit Thermal Solutions und Levitech sowie das US-Unternehmen J.A. Woollam, einer der weltweit führenden Hersteller von spektroskopischen Ellipsometern, mit denen sich atomar dünne Schichten messen und Materialeigenschaften bestimmen lassen.

Prof. Erwin Kessels leitet das Forschungsprojekt

Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten werden von Prof. Erwin Kessels geleitet, der an der Technischen Universität den Lehrstuhl für Angewandte Physik mit dem Schwerpunkt Plasma- und Materialverarbeitung innehat. Er ist zugleich der Wissenschaftliche Direktor des Forschungs- und Entwicklungslabors NanoLab@TU/e, an dem der von SALD bereitgestellte Prototyp zum Einsatz kommt. "Mein Ziel sind Fortschritte bei der Atomic-Scale-Verarbeitung für Energie- und Informationstechnologien wie Photovoltaik und Nanoelektronik", umreißt Prof. Erwin Kessels seine Forschungstätigkeit. Dem Startup SALD BV ist der Coup gelungen, den international anerkannten Experten als Mitglied in seinem Aufsichtsrat zu gewinnen.

Prototyp von SALD von unschätzbarem Wert für die Forschung

Die Nutzung des von der SALD BV bereitgestellten Prototypen für Forschungs- und Entwicklungszwecke bewertet Prof. Erwin Kessels ausgesprochen positiv: "Der Zugang zu diesem Labortool wird für den Erfolg des Projekts von unschätzbarem Wert sein. Wir können damit sehr schnell neue Prozesse, neue Materialien und neue Substrate testen." Bei der SALD-Maschine handelt es sich um ein für Forschung und Entwicklung optimiertes System, das leicht angepasst werden kann, um den Einfluss unterschiedlicher Faktoren auf den Prozess der "Spatial Atomic Layer Deposition" zu untersuchen.

Das Substrat "fliegt" durch unterschiedliche Prozesszonen

Wesentliche Grundlagen für die Technologie der Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition, ALD), wie das Aufeinanderschichten atomarer Ebenen im Wissenschaftsjargon heißt, wurden von russischen und finnischen Wissenschaftlern in den 1960er bzw. 1970er Jahren geleistet. "ALD ermöglicht das kontrollierte Wachstum von Atomschichten, was für elektronische Produkte wie Prozessoren und Speicher äußerst wichtig ist", erklärt der TU/e-Forscher Bart Macco. Obgleich schon in den 1980er Jahren patentiert, erhält die räumliche ALD-Anwendung (Spatial Atomic Layer Deposition) erst seit der zweiten Hälfte der 2010er Jahre verstärkt wissenschaftliche Aufmerksamkeit. Ein entscheidender Vorteil von "Spatial Atomic Layer Deposition" im Vergleich zum herkömmlichen ALD-Verfahren besteht in der höheren Geschwindigkeit. "Bei Spatial ALD werden die Atomschichten viel schneller erzeugt, indem das Substrat durch verschiedene Zonen des Reaktors sozusagen geflogen wird, wobei jede Zone unterschiedliche Gase oder Reaktanten enthält", erläutert Bart Macco. Das "Fliegen" des Substrats ermöglicht laut Angaben eine schnellere Schichtabscheidung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Genauigkeit. Der Geschwindigkeitsvorteil ist vor allem für den industriellen Einsatz von Bedeutung. TU/e-Forscher Bart Macco erklärt: "Wir möchten SALD verwenden, um ein breiteres Spektrum komplexer Materialien für neue Anwendungen abzuscheiden. Dies könnte das Errichten atomarer Schichten auf flexiblen oder porösen Substraten umfassen."

Frank Verhage, CEO der SALD BV, sagt: "Wir freuen uns sehr, mit unserem ersten Labtool die wissenschaftliche Forschung und Entwicklung zur SALD-Technologie zu unterstützen." SALD (www.spatialald.com) hat mit "Spatial Atomic Layer Deposition" ein weltweit einzigartiges, patentiertes Verfahren entwickelt, im industriellen Maßstab Beschichtungen aufzutragen, die so dünn sind wie ein einziges Atom. Diese Atombeschichtungen werden ganze Industrien revolutionieren, darunter die Herstellung von Batteriezellen für Autos und Smart Devices, die Textilwirtschaft/Mode und die Solarenergiebranche.

Quelle: SALD BV (ots)