La epitaxia de capa atómica (ALE), [1] más conocida generalmente como deposición de capa atómica (ALD), [2] es una forma especializada de crecimiento de película delgada ( epitaxia ) que típicamente deposita monocapas alternas de dos elementos sobre un sustrato. La estructura de red cristalina lograda es delgada, uniforme y alineada con la estructura del sustrato. Los reactivos son llevados al sustrato como pulsos alternos con tiempos "muertos" entre ellos. La ALE aprovecha el hecho de que el material entrante está fuertemente ligado hasta que todos los sitios disponibles para la quimisorción están ocupados. Los tiempos muertos se utilizan para eliminar el exceso de material. Se utiliza principalmente en la fabricación de semiconductores para hacer crecer películas delgadas de espesor en la escala nanométrica.
Esta técnica fue inventada en 1974 y patentada el mismo año (patente publicada en 1976) por el Dr. Tuomo Suntola en la empresa Instrumentarium, Finlandia. [3] [4] El propósito del Dr. Suntola era hacer crecer películas delgadas de sulfuro de zinc para fabricar pantallas planas electroluminiscentes . El truco principal utilizado para esta técnica es el uso de una reacción química autolimitante para controlar de manera precisa el espesor de la película depositada. Desde los primeros días, ALE (ALD) ha crecido hasta convertirse en una tecnología de película delgada global [5] que ha permitido la continuación de la ley de Moore . En 2018, Suntola recibió el Premio de Tecnología del Milenio por la tecnología ALE (ALD).
En comparación con la deposición química de vapor básica , en la ALE (ALD) los reactivos químicos se pulsan alternativamente en una cámara de reacción y luego se quimisorben de manera saturada en la superficie del sustrato, formando una monocapa quimisorbada.
La ALD introduce dos precursores complementarios (por ejemplo, Al(CH 3 ) 3 y H 2 O [2] ) de forma alternativa en la cámara de reacción. Normalmente, uno de los precursores se adsorberá sobre la superficie del sustrato hasta que sature la superficie y no se pueda producir un mayor crecimiento hasta que se introduzca el segundo precursor. Por tanto, el espesor de la película se controla mediante el número de ciclos de precursores en lugar del tiempo de deposición, como es el caso de los procesos CVD convencionales. La ALD permite un control extremadamente preciso del espesor y la uniformidad de la película.