Anlagen- und Prozeßentwicklung zur Atomlagenabscheidung von dünnen metallischen Schichten

Dünne metallische Schichten spielen nicht nur in der Halbleiter- und Mikrosystemtechnik, sondern auch als funktionale Beschichtungen in der Optik, im Bauwesen (Architekturgläser als Hitzespiegel), in medizinnahen Anwendungen (z.B. endoskopische Geräte) und für Gebrauchsgegenstände (z.B. antimikrobielle Ausrüstung) eine zunehmende Rolle. Von Bedeutung in der Praxis sind dabei unter anderem die Elemente Aluminium und Silber. Dünne metallische Schichten mit Dicken im Bereich einiger zehn Nanometer sollen dabei mit geringsten Schichtdickeninhomogenitäten großflächig und gleichzeitig kostengünstig abgeschieden werden. Sind bisher als Standardtechniken noch oftmals Verdampfungs- und Zerstäubungstechniken, also physikalische Abscheidungsverfahren, im Einsatz, so werden diese zunehmend durch chemische Gasphasenabscheidungsverfahren ergänzt oder ersetzt. Unter diesen besitzt die Atomlagenabscheidung (engl.: atomic layer deposition, ALD) zur Herstellung dünnster metallischer Schichten einen besonderen Stellenwert. Der Grund liegt in der selbstlimitierenden Abscheidung atomarer Monolagen, die eine konforme und qualitativ hochwertige Beschichtung von schwer zugänglichen Oberflächen und dreidimensionalen Strukturen ermöglicht. Ziel des Forschungs- und Entwicklungsprojekts ist es, eine Anlage in Verbindung mit den Prozessen zu entwickeln, die Atomlagenabscheidungen von Aluminium und Silber auf der Basis verfügbarer metallorganischer Ausgangschemikalien unter Berücksichtigung ihrer Eigenschaften und ihrer (überwiegend schwierigen) technischen Handhabbarkeit ermöglicht. Die Abscheidung von metallischen Schichten mittels des ALD-Verfahrens erfordert besondere Hardwarebedingungen, die für die Abscheidung z.B. von ALD-Oxidschichten nicht notwendig sind. Die Aufgabenstellung beinhaltet somit neben der Durchführung und Untersuchung der Abscheideprozesse auch die Entwicklung, den Aufbau, die Erprobung und die Optimierung eines Demonstrators für plasmaunterstützte Atomlagenabscheidung (PALD), der für die effektive Herstellung qualitativ hochwertiger Metallschichten geeignet ist.