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细微之处的复杂结构

用于高纵横比 (HAR) 结构的原子层沉积

这是一个很小的世界,并且正在加速缩小,尤其在新兴技术的推动下。在现有的纳米技术解决方案中,微小部分几乎不可见,但它们表面结构上的差异却是千差万别的,就像是地形多变的山岭地区,包括尖锐边缘、陡坡、深沟和栅氧化层,并且都集中在同一个区域中。此类具有高纵横比 (HAR) 特征的复杂结构表面需要极其精确的加工;而且您也需要对那些陡坡和深沟进行保形镀膜。

高纵横比与纳米管

例如纳米管中的表面具有高纵横比特征。由二氧化钛制成的纳米管被广泛使用,尤其是在光催化应用和水净化系统中。此类纳米管的几何形状与高纵横比非常接近,需要在其多变的表面结构上涂覆保形涂层,以延长使用寿命和提高效率。

可靠的涂层不仅重要,而且要求很高,使用原子层沉积镀膜可获得最佳效果。

Figure 1. Top of  TiO2 nanotubes coated with a Beneq HAR module.
Figure 2. Bottom of  TiO2 nanotubes coated with a Beneq HAR module.

上述图1和图2是使用 Beneq 高纵横比模块在纵横比为1:1088的二氧化钛纳米管上沉积氧化铝的示例。原子层沉积层的厚度在纳米管的中间为38.8 +/- 4nm,在纳米管的底部为39.8 +/- 5.7nm。下述图3显示了镀膜的纳米管的高度。所有图片由 J. Prikryl 等人提供,AVS-ALD 2016,2016年9月19日于爱尔兰。

Figure 3. Height of nanotubes coated with Al2O3.

为什么选择 ALD 用于高纵横比结构?

答案很简单,只有原子层沉积才能确保高纵横比结构上的保形镀膜。

举例来说,您可以选择化学气相沉积镀膜,但只能用于平坦的表面,而不是布满沟槽、隧道、陡坡或尖锐边缘的复杂结构。在化学气相沉积镀膜工艺中,所有化学物质均被立即传送。这意味最终结果可能不尽人意,而且还会发生气相反应和不受控制的生长。

在原子层沉积镀膜工艺中,每次都是以脉冲形式传输气体。这意味着,即使是最深的隧道,所有物体都能够获得饱和的保形镀膜。保形的原子层沉积涂层具有自限特性,非常适合高纵横比结构。该特性将表面反应限制在不超过一个单层的前驱体。通过增加前驱体脉冲时间,前驱体气体可以分散到那些陡坡和深槽中,从而可以与整个表面发生完全反应。

与众不同的 Beneq

在 Beneq, 我们将 Beneq TFS 200 和高纵横比模块组合,实现四种独特的品质,以获得最佳的原子层沉积镀膜效果:

1. 无交叉污染

我们的惰性气体阀 (IGV) 系统甚至可以将微量前驱体气体从反应腔中排出,没有任何污染。

2. 加工温度范围

化学物质不同,加工温度也不同。我们提供的加工温度范围从 0°C至500°C。

3. 不同的气流配置选项

结构表面各不相同;您可能需要横流或花洒流,或两者皆有。您可以自行选择。

4. 易于维护的反应腔

通过压差和密封装置,将反应腔固定在一起,并没有通过螺栓固定。您可以轻松地将其取出、清洁并放回原位。

在后续发布的博客中,我们会进一步探索 Beneq 高纵横比模块的技术。

如果您希望了解更多信息,请与 Beneq 专家团队交流,他们会很乐意为您答疑解惑!

如果您并不了解我们的 Beneq TFS 200 系统,请查看 Beneq TFS 200 产品选件,或联系我们以获取更多详细信息。

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