「Fabricação atômica traz mudança de paradigma"

Com o rápido desenvolvimento da eletrônica avançada, fotônica, tecnologia quântica e fabricação aeroespacial, a indústria de fabricação global enfrenta desafios: maior precisão de materiais, estruturas de dispositivos mais complexas, maior desempenho e menor consumo de energia, além de maior flexibilidade em materiais e projetos. No entanto, as técnicas tradicionais de deposição de materiais estão chegando aos limites em termos de velocidade, requisitos de vácuo, passos de fotogravura e troca de materiais.

Os processos tradicionais de desenho dependem de máscaras e gravuras

Para superar esse gargalo, a ATLANT 3D lançou o Direct Atomic Layer Processing (DALP). ®） Tecnologia - uma plataforma para alcançar precisão atômica, gravação direta sem máscara e processamento in situ de vários materiais.

01. O que é o DALP ®？Uma tecnologia inovadora de escrita direta a nível atômico

DALP ® É uma plataforma de usinagem de nível atómico baseada em sistemas de micro-nozzles que permitem sedimentação seletiva, gravação, dopagem e modificação de superfície e controle em tempo real de alta precisão por meio de software. Ao contrário do processo tradicional de ALD "sedimentação total de superfície + litografia + gravação", DALP ® Deixe que os materiais sejam depositados somente no local necessário para realmente alcançar a "fabricação sob demanda".

O princípio de funcionamento do DALP é baseado na tecnologia de deposição de camadas atômicas espaciais, que separa precursores químicos e reatores a nível espacial e usa um sistema de micro-nozzles para transportá-los de forma independente para um local específico no substrato. Isso garante que as reações químicas ocorrem apenas dentro da área alvo, reduzindo assim a poluição cruzada e aumentando a precisão. Este processo permite uma resolução horizontal em microns e um controle de precisão de espessura em nanos.

Tecnologia DALP baseada na combinação de deposição de camadas atômicas espaciais e tecnologia de impressão 3D

Quando o bocal se move sobre o substrato, o crescimento ou a gravação do material ocorrem simultaneamente, o que permite a modelagem em tempo real sem a necessidade de máscaras tradicionais ou passos de pós-litografia. Esta abordagem tem muitas vantagens, incluindo processamento local, alta escalabilidade, aplicações industriais e compatibilidade com vários materiais, como metais, óxidos e semicondutores.

「DALP ® Características principais"

01 Gravação direta sem máscara

O ALD tradicional tem que ser modelado por meio da fotografia, enquanto o DALP ® Crescer materiais diretamente na área selecionada permite:

• Modelagem atômica com máscara zero

• Modificações de design em tempo real

• Elimina o desperdício de materiais causado pela gravura e gravação

• Oferece flexibilidade para desenvolvimento rápido de protótipos e fabricação ágil

02. Integração de vários materiais em uma única etapa

DALP ® Capacidade de realizar várias deposições de processo ALD de forma contínua em um único processo, abrangendo bibliotecas de processo ALD convencionais:

• Metais

• óxidos

• Nitretos

• sulfeto

03. Fabricação adaptativa baseada em software e IA

Através de algoritmos de aprendizagem de máquina, DALP ® Capaz de:

• Monitoramento do estado do sedimento em tempo real

• Parâmetros de crescimento otimizados automaticamente

• Aumente a repetitividade e reduza os erros

04. Plataforma integrada para sedimentação, gravação, dopagem e modificação de superfícies

Em um único sistema é possível:

• Gravação Local (ALE)

• Dopagem seletiva

• Funcionalização de superfície (multi-componente)

05. Escalável, baixo consumo de energia e ambiental

DALP ® Operação sob pressão normal, sem necessidade de grandes câmaras de vácuo, reduzindo significativamente:

• Consumo de energia

• Custos de manutenção

• Consumo de produtos químicos

• Emissões de resíduos

02. DALP ® Principais áreas de aplicação

DALP ® Suas características de alta precisão, multi-materiais e software o tornam um motor central para várias indústrias de ponta.

01 Fabricação de semicondutores de próxima geração

À medida que a Lei de Moore se aproxima dos limites físicos, a estrutura dos dispositivos se torna cada vez mais complexa e os métodos tradicionais dificultam atender às necessidades. DALP ® A capacidade de gravar diretamente materiais de grau atômico sem fotografia é a técnica ideal para as seguintes aplicações:

• Desenvolvimento rápido de GAA-FET, FinFET e IC 3D

• Interligação e processamento preciso de materiais altamente dielétricos

• Construção de camadas de passivação atômica

• Exploração de novos materiais de chip neuromorfológico

As vantagens incluem maior eficiência, menor desperdício de materiais e velocidades de iteração mais rápidas.

Figura Dispositivo multi-material para a utilização da tecnologia DALP para a deposição de padrões de gradiente de óxidos metálicos

02. Fotônica e dispositivos quânticos

A computação quântica e a fotônica exigem muito alta qualidade de materiais e exigem o controle de materiais supercondutores, revestimentos ópticos e materiais quânticos em escala atômica. DALP ® Pode ser escrito diretamente:

• Condutor de onda de luz

• Materiais quânticos supercondutores

• Estrutura óptica de refração ajustável

• Camada funcional em circuitos integrados de fótons

Não há necessidade de várias câmaras ou etapas, reduzindo a complexidade e acelerando significativamente o ciclo de pesquisa e desenvolvimento.

Impressão direta de revestimentos de espessura diferente com um único lote DALP para testes de condução de ondas

03. MEMS、 Sensores e Sistemas Micromecânicos

A fabricação de MEMS geralmente envolve múltiplas fotogravuras e gravuras de reação profunda. DALP ® Oferece uma abordagem mais direta e flexível:

• Modelagem direta de componentes MEMS (acelerômetros, giroscópios, ressonantes)

• Deposição de camada funcional de microfluidos

• Revestimento biocompatível para sensores vestíveis e implantáveis

Isso torna o MEMS mais fácil de personalizar, mais rápido e mais econômico.

DALP deposita revestimento de TiO2 com espessura de gradiente em eletrodos Pt para pesquisa de sensores de gás

Precisão em nanoescala, excelente uniformidade e adaptabilidade estrutural complexa

DALP ® Sua confiabilidade e alto desempenho foram verificados em vários experimentos:

1. Precisão e alinhamento

• Objetivo de precisão de alinhamento: ~1 μm

• Marcadores de alinhamento podem ser depositados diretamente na amostra

2. Controle da espessura

• Relação linear entre espessura e ciclos

• Desviamento em 10 nm 8%

• Desviés reduzido para 1% a 270 nm

• Repetição após 3 meses: 4%

Alta uniformidade: a uniformidade da área central do depoimento de vários materiais é superior a 1%

4. Revestimento polivalente em superfícies complexas

DALP ® Pode ser depositado nas seguintes estruturas complexas:

• Grandes orifícios em óxido de alumínio anodizado (AAO) com rugosidade de até 25 μm

• Nanoestructuras de silício preto

• Profundidade 60 μm

• Estrutura de parede reta de 90°

Seção transversal do depósito de platina de um sensor capacitivo de canal de 20 µm. Os resultados da digitalização do elemento EDX mostram que a platina se deposita poliforme ao longo da parede lateral

05. DALP ® Definindo a fabricação do futuro

Processamento direto da camada atômica (DALP) ®） Não é apenas um avanço na tecnologia de deposição de materiais, mas também uma infraestrutura de fabricação avançada ao longo das eras. Ele compacta dezenas de passos tradicionais em um único processo controlado por software de forma a gravar diretamente sem máscara, integrar vários materiais, fabricar impulsionado pela IA e operar sob pressão constante.

• De um drive de gravura para um driver de software

• De fabricação a vácuo para fabricação a pressão normal

• De múltiplas câmaras para uma plataforma integrada

• De processos fixos para fabricação inteligente adaptativa

À medida que a demanda da indústria por alta precisão e diversidade de materiais cresce, DALP ® Está se tornando uma base tecnológica importante para semicondutores, fotônica, computação quântica, MEMS e fabricação espacial. Ele não iniciou uma reforma progressiva, mas uma revolução da fabricação a nível atômico.

06. Sobre a tecnologia Atlant 3D e DALP

A ATLANT 3D é uma empresa de tecnologia profunda fundada em 2018 e sediada em Copenhague, Dinamarca, com foco na realização de fabricação de nível atômico. Sua tecnologia principal é DALP. ® （Direct Atomic Layer Processing）， Deposição e padronização de materiais com precisão até o nível atômico sem máscaras tradicionais e processos em várias etapas. As áreas de aplicação que a empresa atende incluem microeletrônica, fotônica, sensores, computação quântica e fabricação espacial. O desenvolvimento da tecnologia DALP é o resultado de uma colaboração entre várias instituições acadêmicas e industriais.

• Dr. Maksym Plakhotnyuk (Universidade Técnica da Dinamarca), Ivan Kundrata (Academia das Ciências da Eslováquia) e Dr. Julien Bachmann (Universidade de Erlangen-Nuremberg): Seu estudo conjunto sobre a técnica de sedimentação local foi publicado no livro Additive Manufacturing under Atomic Layer Processing Mode.

• Universidade de Grenoble e Universidade de Lyon: o Dr. David Muñoz-Rojas (Grenoble) está dedicado à melhoria da tecnologia de deposição da camada atômica espacial (ALD), enquanto o Dr. Catherine Marichy (Lyon) está dedicado à pesquisa de métodos de estruturação de superfície direta e deposição sem máscara. Seus esforços contribuíram para uma maior escalabilidade e precisão no processo ALD local.

Modelo recomendado -Nanofabricador Lite

NANOFABRICATOR ™ O LITE permite testes rápidos de materiais e processos, sedimentação baseada em gradientes e desenvolvimento rápido de projetos experimentais e protótipos de dispositivos, reduzindo o ciclo de pesquisa e desenvolvimento de meses para semanas. Com um fluxo de trabalho simplificado, uma interface amigável e suporte aos formatos de arquivo padrão da indústria (GDS-II e DXF), o software integrado permite que os usuários completem o projeto, visualização e ajuste da estrutura em tempo real, acelerando a inovação e o lançamento de aplicações.