Die Abscheidung im Halbleiterprozess bezieht sich auf die Techniken, mit denen dünne oder dicke Schichten von Materialien auf einer festen Oberfläche erzeugt werden. Diese Schichten sind für die Herstellung von Halbleiterbauelementen unerlässlich. Sie können entweder aus dielektrischen (isolierenden) oder metallischen (leitenden) Materialien bestehen. Für die Herstellung dieser Schichten werden verschiedene Abscheidungstechniken verwendet.
4 Schlüsseltechniken der Halbleiterabscheidung
Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
Die chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) ist ein Verfahren zur Herstellung hochwertiger, leistungsstarker fester Materialien. Sie wird in der Regel im Vakuum durchgeführt. CVD wird häufig bei der Herstellung von Halbleitern und dünnen Schichten eingesetzt. Bei der CVD reagieren gasförmige Ausgangsstoffe und lagern sich auf einem Substrat ab, wobei eine feste Schicht entsteht. Dieses Verfahren ist entscheidend für die Herstellung von Materialschichten mit präziser Kontrolle über Dicke und Gleichmäßigkeit.
Sputtern
Sputtern ist ein weiteres Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten. Bei diesem Verfahren werden Atome aus einem Zielmaterial herausgeschleudert und durch den Beschuss mit hochenergetischen Teilchen auf einem Substrat abgeschieden. Diese Technik ist in der Halbleiterindustrie sowie bei der Herstellung von Festplatten, CDs und optischen Geräten weit verbreitet. Das Sputtern ermöglicht die Abscheidung einer breiten Palette von Materialien mit guter Haftung und Gleichmäßigkeit.
Dünnschichtabscheidung
Die Dünnschichtabscheidung umfasst alle Technologien, die zur Bildung dünner Schichten auf Substraten verwendet werden. Diese Schichten sind für die Herstellung von mikroelektronischen Geräten von entscheidender Bedeutung. Je nach Art des Materials und der Struktur, die hergestellt werden soll, werden unterschiedliche Abscheidungstechnologien eingesetzt. Die elektrochemische Abscheidung (Electrochemical Deposition, ECD) wird z. B. zur Herstellung der Kupfer-"Verdrahtung" verwendet, die die Bauteile in einem integrierten Schaltkreis miteinander verbindet. Die Metallbeschichtung wird für Durchkontaktierungen durch das Silizium und für Anwendungen auf Wafer-Ebene verwendet. Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und die Atomlagenabscheidung (ALD) werden zur Herstellung winziger Wolframverbindungen und dünner Barrieren verwendet, wobei jeweils nur wenige Atomlagen hinzugefügt werden. Plasmaunterstützte CVD (PECVD), High-Density Plasma CVD (HDP-CVD) und ALD werden zur Herstellung kritischer Isolierschichten verwendet, die elektrische Strukturen isolieren und schützen.
Bedeutung der Abscheidungsprozesse
Diese Abscheidungsprozesse sind für die Halbleiterindustrie von entscheidender Bedeutung. Sie ermöglichen die Herstellung komplexer Strukturen mit präziser Kontrolle über die Materialeigenschaften. Dies ist für die Funktionalität und Leistung von Halbleiterbauelementen unerlässlich.
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