Beschichtung
Zur Erzeugung von funktionalen Schichten wie Elektroden und Leiterbahnen, optischen Reflektoren und Wellenleitern, Membranmaterialien sowie Maskierungsschichten stehen uns verschiedene Verfahren zur Verfügung. Diese Schichten können wir neben unseren Wafersubstraten auch auf verschieden andere Substrate abscheiden. Häufig werden neben Silizium auch Glas oder Kunststoffe beschichtet.
Aufdampfen:
Beim thermischen Aufdampfen werden die gewünschten Materialien entweder durch Widerstands- oder Elektronenstrahlheizung im Vakuum soweit erhitzt, bis sie verdampfen oder sublimieren. Das Material bewegt sich dann geradlinig bis zum Substrat, wo es kondensiert und so die Schicht bildet.
Typische Eigenschaften:
- Schichtdicke: einige nm – einigen 100 nm
- Geringe Bedeckung senkrechter Strukturkanten –> ermöglicht Lift-off
Materialien:
Viele Metalle wie z.B. Ag, Al, Au, Cu, Cr, Fe, Pd, Pt, Ni ... und Oxide davon.
Sputtern:
Beim Sputtern wird ein inertes Edelgas ionisiert und auf das Target mit dem zu beschichtende Material beschleunigt. Dort werden Atome und Moleküle des Materials herausgeschlagen, die sich dann auf dem Substrat ablagern und zur Schichtbildung führen.
Typische Eigenschaften:
- Schichtdicke: einigen nm – ca. 1µm
- Gute Bedeckung strukturierter Kanten
Materialien:
Viele Metalle wie z.B. Ag, Al, Au, Cu, Cr, Pd, Pt, Ni, V, W ... aber auch Legierungen und Verbindungen wie z.B. AlNd, AlSi, ITO, WSi2 ...
PECVD:
Bei der plasmaunterstützten chemischen Schichtabscheidung werden die Reaktionsgase durch das Plasma aufgespaltet und verbinden sich als Schicht auf dem Substrat.
Typische Eigenschaften:
- Schichtdicke: einige 10 nm – einige µm
- Gute Kantenbedeckung
Materialien:
Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, Siliziumcarbid
Thermische- / Nassoxidation:
Hierbei werden Siliziumsubstrate direkt oxidiert, das heißt, Sauerstoff diffundiert in das Silizium und verbindet sich dort mit den Silizium zu Siliziumdioxid.
Typische Eigenschaften:
- Schichtdicke: wenige nm – wenige µm
- Sehr gute Kantenbedeckung, selbst zerklüftete Oberflächen und Überhänge werden oxidiert
- Sehr gute Schichtdickenhomogenität
LPCVD:
Bei der LPCVD-Beschichtung reagieren an der heißen Substratoberfläche die Reaktionsgase miteinander und führen zur Schichtabscheidung.
Typische Eigenschaften:
- Schichtdicke: einige 10 nm – einige µm
- Gute Kantenbedeckung
- Abscheidung stoichiometrischer Schichten
Schichten:
Si3N4, Stressoptimiertes Siliziumnitrid, Polysilizium
Mikrogalvanik:
Durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen einer metallischen Anode und dem Substrat werden die im Elektrolyten gelösten Metallionen auf dem Substrat abgeschieden.
Typische Eigenschaften:
- Schichtdicke: einige µm – einige 100µm
Materialien:
Au, Cu, Ni
Ionenimplantation:
Bei der Ionenimplantation werden die Dotieratome ionisiert und mit hoher Energie in das Siliziumsubstrat implantiert.
Typische Eigenschaften:
- Erzeugung n- oder p- leitender Bereiche in Silizium
- Einstellung des spez. Widerstandes von Silizium zwischen 0,01 Ohmcm und 10 Ohmcm
- Dotiertiefe nach Ausheilung bis ca. 5µm
Materialien:
Au, Cu, Ni
