Silizium-Halbleitertechnologie

Die Grundlage der mikroelektronischen Integrationstechnik ist die

Silizium-Halbleitertechnologie. Sie setzt sich aus einer Vielzahl von

sich wiederholenden Einzelprozessen zusammen, deren Durchführung und

apparative Ausstattung extremen Anforderungen genügen müssen, um die geforderten Strukturgrößen bis zu wenigen 100 nm gleichmäßig und reproduzierbar zu erzeugen. Das Zusammenspiel der Oxidationen, Ätzschritte und Implantationen zur Herstellung von MOS- und Bipolarschaltungen, sowie die maschinellen

Voraussetzungen werden - ausgehend vom Rohsilizium bis zur gekapselten

integrierten Schaltung - aus Sicht der Schaltungshersteller erläutert. Zur

Überprüfung des Verständnisses sind Übungsaufgaben zu den einzelnen Themen

eingegliedert. Das Buch behandelt neben den Grundlagen auch die

technische Durchführung der Einzelprozesse, die zur Integrationstechnik

zusammengeführt werden. Es richtet sich an Studierende der Fachrichtungen Elektronik, Elektrotechnik, Mikrotechnologie, Informatik und Physik, sowie an alle,

die einen Einblick in die Herstellungstechnik für mikroelektronische

Bauelemente gewinnen wollen.

Die überarbeitete und ergänzte 3. Auflage enthält zusätzliche Abschnitte

zur Fotolithografie, zur Ätztechnik und zum chemisch-mechanischen

Polieren.

1 Einleitung.- 1.1 Aufgabe.- 2 Herstellung von Siliziumscheiben.- 2.1 Silizium als Basismaterial.- 2.2 Herstellung und Reinigung des Rohmaterials.- 2.3 Herstellung von Einkristallen.- 2.4 Kristallbearbeitung.- 2.5 Aufgaben zur Scheibenherstellung.- 3 Oxidation des Siliziums.- 3.1 Die thermische Oxidation von Silizium.- 3.2 Modellierung der Oxidation.- 3.3 Die Grenzfläche SiO2/Silizium.- 3.4 Segregation.- 3.5 Abscheideverfahren für Oxid.- 3.6 Aufgaben zur Oxidation des Siliziums.- 4 Lithografie.- 4.1 Maskentechnik.- 4.2 Belackung.- 4.3 Belichtungsverfahren.- 4.4 Lackbearbeitung.- 4.5 Aufgaben zur Lithografietechnik.- 5 Ätztechnik.- 5.1 Nasschemisches Ätzen.- 5.2 Trockenätzen.- 5.3 Endpunktdetektion.- 5.4 Aufgaben zur Ätztechnik.- 6 Dotiertechniken.- 6.1 Legierung.- 6.2 Diffusion.- 6.3 Ionenimplantation.- 6.4 Aufgaben zu den Dotiertechniken.- 7 Depositionsverfahren.- 7.1 Chemische Depositionsverfahren.- 7.2 Physikalische Depositionsverfahren.- 7.3 Aufgaben zu den Abscheidetechniken.- 8 Metallisierung und Kontakte.- 8.1 Der Metall-Halbleiter-Kontakt.- 8.2 Mehrlagenverdrahtung.- 8.3 Zuverlässigkeit der Aluminium-Metallisierung.- 8.4 Kupfermetallisierung.- 8.5 Aufgaben zur Kontaktierung.- 9 Scheibenreinigung.- 9.1 Verunreinigungen und ihre Auswirkungen.- 9.2 Reinigungstechniken.- 9.3 Ätzlösungen zur Scheibenreinigung.- 9.4 Beispiel einer Reinigungssequenz.- 9.5 Aufgaben zur Scheibenreinigung.- 10 MOS-Technologien zur Schaltungsintegration.- 10.1 Einkanal MOS-Techniken.- 10.2 Der n-Wannen Silizium-Gate CMOS-Prozess.- 10.3 Funktionstest und Parametererfassung.- 10.4 Aufgaben zur MOS-Technik.- 11 Erweiterungen zur Höchstintegration.- 11.1 Lokale Oxidation von Silizium (LOCOS-Technik).- 11.2 MOS-Transistoren für die Höchstintegration.- 11.3 SOI-Techniken.- 11.4Transistoren mit Nanometerabmessungen.- 11.5 Aufgaben zur Höchstintegrationstechnik.- 12 Bipolar-Technologie.- 12.1 Die Standard-Buried-Collector Technik.- 12.2 Fortgeschrittene SBC-Technik.- 12.3 Bipolarprozess mit selbstjustiertem Emitter.- 12.4 BiCMOS-Techniken.- 12.5 Aufgaben zur Bipolartechnologie.- 13 Montage integrierter Schaltungen.- 13.1 Vorbereitung der Scheiben zur Montage.- 13.2 Schaltungsmontage.- 13.3 Kontaktierverfahren.- 13.4 Endbearbeitung der Substrate.- 13.5 Aufgaben zur Chipmontage.- Anhang A: Lösungen der Aufgaben.- Anhang B: Farbtabelle Oxiddicken.- Stichwortverzeichnis.