「原子級制造迎來范式轉變」
隨著先進電子、光子、量子技術和航空航天制造的快速發(fā)展，全球制造業(yè)正面臨前所未有的挑戰(zhàn)：更高的材料精度、更復雜的器件結構、更高性能與更低能耗的同時，還需具備更強的材料與設計靈活性。然而傳統(tǒng)的材料沉積技術在速度、真空要求、光刻步驟和材料切換等方面逐漸觸及極限。
傳統(tǒng)的圖案化工藝依賴掩膜以及刻蝕手段
為了突破瓶頸，ATLANT 3D 推出了直接原子層加工（Direct Atomic Layer Processing，DALP?）技術——全球首個能實現原子級精度、無掩模直接寫入、多材料原位加工的平臺。
01. 什么是 DALP?？ 一種突破性的原子級直接寫入技術
DALP? 是一種基于專利微噴嘴系統(tǒng)的原子級加工平臺，可實現選擇性沉積、蝕刻、摻雜與表面改性，并以軟件方式實現高精度實時控制。與傳統(tǒng) ALD “全表面沉積 + 光刻 + 蝕刻”的流程不同，DALP? 讓材料只在需要的位置沉積，真正實現“按需制造”。
DALP 的工作原理基于空間原子層沉積技術，在空間層面分離化學前體和反應物，并利用微噴嘴系統(tǒng)將它們獨立輸送到基板上的特定位置。這確保了化學反應僅在目標區(qū)域內發(fā)生，從而減少交叉污染并提高精度。該工藝可實現微米級橫向分辨率和納米級厚度精度控制。
DALP技術基于空間原子層沉積和3D打印技術的結合
當噴嘴在基板上移動時，材料生長或蝕刻同時發(fā)生，無需傳統(tǒng)的掩模或后光刻步驟即可實現實時圖案化。這種方法具有諸多優(yōu)勢，包括局部加工、可擴展性強，適用于工業(yè)應用，并且兼容多種材料，例如金屬、氧化物和半導體。
「DALP 的核心特性」
01 無掩膜直接寫入
傳統(tǒng) ALD 必須借助光刻進行圖案化，而 DALP? 直接在選定區(qū)域生長材料，可實現：
零掩模的原子級圖案化
實時設計修改
去除光刻與蝕刻帶來的材料浪費
它為快速原型開發(fā)和敏捷制造提供了前所未有的靈活性
02. 單步驟多材料集成
DALP? 能夠在一次工藝中連續(xù)進行多種 ALD 工藝沉積，涵蓋常規(guī) ALD 工藝庫：
金屬
氧化物
氮化物
硫化物
03. 軟件與 AI 驅動的自適應制造
通過機器學習算法，DALP? 能夠：
實時監(jiān)控沉積狀態(tài)
自動優(yōu)化生長參數
提高重復性并減少誤差
04. 支持沉積、蝕刻、摻雜、表面改性的一體化平臺
在單一系統(tǒng)中即可實現：
局部刻蝕（ALE）
選擇性摻雜
表面功能化（多組分）
05. 可擴展、低能耗、環(huán)保
DALP? 在常壓下運行，無需大型真空腔體，顯著降低：
能耗
維護成本
化學品消耗
廢物排放
02. DALP? 的主要應用領域
DALP 的高精度、多材料、軟件驅動特性，使其成為多個前沿產業(yè)的核心推動力。
01 下一代半導體制造
隨著摩爾定律接近物理極限，器件結構越來越復雜，傳統(tǒng)方法難以滿足需求。DALP? 能夠在無需光刻的情況下，直接寫入原子級材料，是以下應用的理想技術：
GAA-FET、FinFET 和 3D IC 的快速開發(fā)
互連與高介電材料的精確加工
原子級鈍化層的構建
新型神經形態(tài)芯片材料探索
其優(yōu)勢包括更高的良率、更低的材料浪費與更快的迭代速度。
圖示為利用DALP技術進行金屬，氧化物的梯度圖案沉積多材料器件
02. 光子學與量子器件
量子計算和光子學對材料質量要求極高，需要在原子尺度上控制超導材料、光學涂層和量子材料。DALP? 可直接寫入：
光波導
超導量子比特材料
可調折射率光學結構
光子集成電路中的功能層
無需多腔體、多步驟，從而降低復雜度，大幅加快研發(fā)周期。
利用DALP單批次直接打印不同厚度涂層用于波導測試
03. MEMS、傳感器與微機電系統(tǒng)
MEMS 制造通常涉及多次光刻與深反應刻蝕。DALP? 提供了一種更直接、更靈活的方法：
MEMS 組件直接圖案化（加速度計、陀螺儀、諧振器）
微流控芯片功能層沉積
可穿戴與植入式傳感器的生物兼容涂層
這使 MEMS 更易于定制、更快速、更經濟
DALP在Pt電極上沉積梯度厚度的TiO2涂層用于氣體傳感器研究
04. 納米級精度、優(yōu)異的均勻性與復雜結構適應性
DALP? 已在多項實驗中驗證其可靠性和高性能：
精度與對準
對準精度目標：~1 μm
可直接在樣品上沉積對準標記
2. 厚度控制
厚度與循環(huán)次數呈線性關系
10 nm 時偏差 8%
270 nm 時偏差降至 1%
3 個月后的重復偏差：4%
3. 高均勻性：多材料沉積的中心區(qū)域均勻性優(yōu)于 1%
4.復雜表面上的保形涂層
DALP? 可在以下復雜結構上沉積：
粗糙度達 25 μm 的陽極氧化鋁（AAO）大孔
納米結構黑硅
深度 60 μm 的高深寬比溝槽
90° 直墻結構
20 μm通道電容式傳感器鉑沉積的橫截面圖。EDX元素掃描結果表明，鉑沿側壁呈保形沉積
05. DALP? 正在定義未來制造
直接原子層加工（DALP?）不僅是材料沉積技術的一次進步，更是先進制造跨時代的基礎設施。它以無掩模直接寫入、多材料集成、AI驅動制造與常壓操作的方式，將傳統(tǒng)幾十步的工藝壓縮為軟件可控的單一流程。
從光刻驅動走向軟件驅動
從真空制造走向常壓制造
從多腔體走向一體化平臺
從固定工藝走向自適應智能制造
隨著產業(yè)對高精度與材料多樣性的需求不斷攀升，DALP? 正成為半導體、光子學、量子計算、MEMS 與航天制造的重要技術基礎。它開啟的不是漸進式改良，而是一場原子級制造的革命。
06. 關于 Atlant 3D 以及 DALP 技術
ATLANT 3D 是一家創(chuàng)立于 2018 年、總部設在丹麥哥本哈根的深科技公司，專注于實現“原子級”制造。其核心技術為 DALP?（Direct Atomic Layer Processing），可在無需傳統(tǒng)掩膜、多步驟流程的情況下，實現精確到原子層面的材料沉積與圖案化。公司所服務的應用領域包括微電子、光子學、傳感器、量子計算和太空制造。DALP 技術的開發(fā)是多個學術機構和產業(yè)機構合作的成果。
Maksym Plakhotnyuk 博士（丹麥技術大學）、Ivan Kundrata （斯洛伐克科學院）和Julien Bachmann 博士（埃爾蘭根-紐倫堡大學）：他們關于局部沉積技術的聯合研究最終發(fā)表在《原子層加工模式下的增材制造》一書中。
格勒諾布爾大學和里昂大學：David Mu?oz-Rojas 博士（格勒諾布爾）致力于改進空間原子層沉積（ALD）技術，而 Catherine Marichy 博士（里昂）則致力于直接表面結構化和無掩模沉積方法的研究。他們的努力促進了局部ALD工藝的可擴展性和精度的提升
型號推薦-Nanofabricator Lite
NANOFABRICATOR? LITE 可實現快速的材料與工藝測試、基于梯度的沉積，以及實驗設計與器件原型的快速開發(fā)，將研發(fā)周期從數月縮短至數周。其配備的集成軟件具有精簡的工作流程、友好的用戶界面，并支持行業(yè)標準文件格式（GDS-II 與 DXF），使用戶能夠實時完成結構的設計、預覽與調整，從而加速創(chuàng)新與應用落地。
