Silizium-Halbleitertechnologie: Grundlagen mikroelektronischer Integrationstechnik
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
2014
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| Ausgabe: | 6., korrigierte und verb. Aufl. |
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XI, 263 S. Ill., graph. Darst. 24 cm |
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. BNHADTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 AUFGABEN 3
LITERATUR 4
2 HERSTELLUNG VON SILIZIUMSCHEIBEN 5
2.1 SILIZIUM ALS BASISMATERIAL 5
2.2 HERSTELLUNG UND REINIGUNG DES ROHMATERIALS 7
2.2.1 HERSTELLUNG VON TECHNISCHEM SILIZIUM 7
2.2.2 CHEMISCHE REINIGUNG DES TECHNISCHEN SILIZIUMS 8
2.2.3 ZONENREINIGUNG 9
2.3 HERSTELLUNG VON EINKRISTALLEN 10
2.3.1 DIE KRISTALLSTRUKTUR 10
2.3.2 KRISTALLZIEHVERFAHREN NACH CZOCHRALSKI 11
2.3.3 TIEGELFREIES ZONENZIEHEN 13
2.3.4 KRISTALLFEHLER 15
2.4 KRISTALLBEARBEITUNG 15
2.4.1 SAEGEN 16
2.4.2 OBERFLAECHENBEHANDLUNG 17
2.5 AUFGABEN ZUR SCHEIBENHERSTELLUNG 19
LITERATUR 20
3 OXIDATION DES SILIZIUMS 21
3.1 DIE THERMISCHE OXIDATION VON SILIZIUM 22
3.1.1 TROCKENE OXIDATION 23
3.1.2 NASSE OXIDATION 23
3.1.3 H
2
0
2
-VERBRENNUNG 24
3.2 MODELLIERUNG DER OXIDATION 25
3.3 DIE GRENZFLAECHE SI0
2
/SILIZIUM 27
3.4 SEGREGATION 28
VII
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VIII
INHALTSVERZEICHNIS
3.5 ABSCHEIDEVERFAHREN FUER OXID 30
3.5.1 DIE SILAN-PYROLYSE 30
3.5.2 DIE TEOS-OXIDABSCHEIDUNG 30
3.6 AUFGABEN ZUR OXIDATION DES SILIZIUMS 31
LITERATUR 31
4 LITHOGRAFIE 33
4.1 MASKENTECHNIK 34
4.1.1 PATTERN-GENERATOR UND STEP-UND REPEAT-BELICHTUNG 34
4.1.2 DIREKTSCHREIBEN DER MASKE MIT DEM ELEKTRONENSTRAHL 35
4.1.3 MASKENTECHNIKEN FUER HOECHSTE AUFLOESUNGEN 36
4.2 BELACKUNG 36
4.2.1 AUFBAU DER FOTOLACKE 36
4.2.2 AUFBRINGEN DER LACKSCHICHTEN 37
4.3 BELICHTUNGSVERFAHREN 39
4.3.1 OPTISCHE LITHOGRAFIE (FOTOLITHOGRAFIE) 39
4.3.2 ELEKTRONENSTRAHL-LITHOGRAFIE 44
4.3.3 ROENTGENSTRAHL-LITHOGRAFIE 47
4.3.4 WEITERE VERFAHREN ZUR STRUKTURIERUNG 48
4.4 LACKBEARBEITUNG 50
4.4.1 ENTWICKELN UND HAERTEN DES LACKES 51
4.4.2 LINIENWEITENKONTROLLE 52
4.4.3 ABLOESEN DER LACKMASKE 53
4.5 AUFGABEN ZUR LITHOGRAFIETECHNIK 54
LITERATUR 55
5 AETZTECHNIK 57
5.1 NASSCHEMISCHES AETZEN 58
5.1.1 TAUCHAETZUNG 58
5.1.2 SPRUEHAETZUNG 59
5.1.3 AETZLOESUNGEN FUER DIE NASSCHEMISCHE STRUKTURIERUNG 59
5.2 TROCKENAETZEN 62
5.2.1 PLASMAAETZEN (PE) 63
5.2.2 REAKTIVES IONENAETZEN (RIE) 65
5.2.3 IONENSTRAHLAETZEN 70
5.2.4 TROCKENAETZVERFAHREN FUER HOHE AETZRATEN 71
5.3 ENDPUNKTDETEKTION 72
5.3.1 VISUELLE KONTROLLE 73
5.3.2 ELLIPSOMETRIE 73
5.3.3 OPTISCHE SPEKTROSKOPIE 74
5.3.4 INTERFEROMETRIE 74
5.3.5 MASSENSPEKTROMETRIE 74
5.4 AUFGABEN ZUR AETZTECHNIK 75
LITERATUR 76
INHALTSVERZEICHNIS IX
6 DOTIERTECHNIKEN 77
6.1 LEGIERUNG 78
6.2 DIFFUSION 80
6.2.1 FICK'SCHE GESETZE 81
6.2.2 DIFFUSIONSVERFAHREN 84
6.2.3 ABLAUF DES DIFFUSIONSPROZESSES 86
6.2.4 GRENZEN DER DIFFUSIONSTECHNIK 87
6.3 IONENIMPLANTATION 88
6.3.1 REICHWEITE IMPLANTIERTER IONEN 88
6.3.2 CHANNELING 90
6.3.3 AKTIVIERUNG DER DOTIERSTOFFE 91
6.3.4 TECHNISCHE AUSFUHRUNG DER IONENIMPLANTATION 93
6.3.5 CHARAKTERISTIKEN DER IMPLANTATION 97
6.4 AUFGABEN ZU DEN DOTIERTECHNIKEN 97
LITERATUR 98
7 DEPOSITIONSVERFAHREN 99
7.1 CHEMISCHE DEPOSITIONSVERFAHREN 99
7.1.1 DIE SILIZIUM-GASPHASENEPITAXIE 99
7.1.2 DIE CVD-VERFAHREN ZUR SCHICHTDEPOSITION 102
7.1.3 ATOMIC LAYER DEPOSITION (ALD) 108
7.2 PHYSIKALISCHE DEPOSITIONSVERFAHREN 109
7.2.1 MOLEKULARSTRAHLEPITAXIE (MBE) 109
7.2.2 AUFDAMPFEN 111
7.2.3 KATHODENZERSTAEUBUNG (SPUTTERN) 112
7.3 AUFGABEN ZU DEN ABSCHEIDETECHNIKEN 115
LITERATUR 116
8 METALLISIERUNG UND KONTAKTE 117
8.1 DER METALL-HALBLEITER-KONTAKT 118
8.2 MEHRLAGENVERDRAHTUNG 121
8.2.1 PLANARISIERUNGSTECHNIKEN 122
8.2.2 AUFFUELLEN VON KONTAKTOEFFNUNGEN 126
8.3 ZUVERLAESSIGKEIT DER ALUMINIUM-METALLISIERUNG 127
8.4 KUPFERMETALLISIERUNG 129
8.5 AUFGABEN ZUR METALLISIERUNG 131
LITERATUR 132
9 SCHEIBENREINIGUNG 133
9.1 VERUNREINIGUNGEN UND IHRE AUSWIRKUNGEN 134
9.1.1 MIKROSKOPISCHE VERUNREINIGUNGEN 135
9.1.2 MOLEKULARE VERUNREINIGUNGEN 135
9.1.3 ALKALISCHE UND ATOMARE VERUNREINIGUNGEN 136
9.2 REINIGUNGSTECHNIKEN 137
X INHALTSVERZEICHNIS
9.3 AETZLOESUNGEN ZUR SCHEIBENREINIGUNG 138
9.4 BEISPIEL EINER REINIGUNGSSEQUENZ 139
9.5 AUFGABEN ZUR SCHEIBENREINIGUNG 141
LITERATUR 141
10 MOS-TECHNOLOGIEN ZUR SCHALTUNGSINTEGRATION 143
10.1 EINKANAL MOS-TECHNIKEN 144
10.1.1 DER PMOS ALUMINIUM-GATE-PROZESS 144
10.1.2 DIE N-KANAL ALUMINIUM-GATE MOS-TECHNIK 146
10.1.3 DIE N-KANAL SILIZIUM-GATE MOS-TECHNOLOGIE 149
10.2 DER N-WANNEN SILIZIUM-GATE CMOS-PROZESS 151
10.2.1 SCHALTUNGSELEMENTE DER CMOS-TECHNIK 158
10.2.2 LATCHUP-EFFEKT 161
10.3 FUNKTIONSTEST UND PARAMETERERFASSUNG 163
10.4 AUFGABEN ZUR MOS-TECHNIK 165
LITERATUR 167
11 ERWEITERUNGEN ZUR HOECHSTINTEGRATION 169
11.1 LOKALE OXIDATION VON SILIZIUM (LOCOS) 169
11.1.1 DIE EINFACHE LOKALE OXIDATION VON SILIZIUM 170
11.1.2 SPOT-TECHNIK ZUR LOKALEN OXIDATION 172
11.1.3 DIE SILO-TECHNIK 173
11.1.4 POLY-BUFFERED LOCOS 174
11.1.5 DIE SWAMI-LOCOS-TECHNIK 175
11.1.6 GRABEN-ISOLATION 178
11.2 MOS-TRANSISTOREN FUER DIE HOECHSTINTEGRATION 178
11.2.1 DURCHBRUCHMECHANISMEN IN MOS-TRANSISTOREN 180
11.2.2 DIE SPACER-TECHNIK ZUR DOTIERUNGSOPTIMIERUNG 183
11.2.3 SELBSTJUSTIERENDE KONTAKTE 187
11.3 SOI-TECHNIKEN 190
11.3.1 SOI-SUBSTRATE 191
11.3.2 PROZESSFUHRUNG IN DER SOI-TECHNIK 197
11.4 TRANSISTOREN MIT NANOMETER-ABMESSUNGEN 198
11.4.1 VORAUSSETZUNGEN FUER DIE WEITERE SKALIERUNG 198
11.4.2 ANALYSE VON N-KANAL FELDEFFEKTTRANSISTOREN
IM NANOMETERMASSSTAB 200
11.4.3 DER FINFET IN SOI-TECHNIK 202
11.4.4 FINFET IM SUBSTRAT 203
11.5 AUFGABEN ZUR HOECHSTINTEGRATIONSTECHNIK 204
LITERATUR 205
12 BIPOLAR-TECHNOLOGIE 207
12.1 DIE STANDARD-BURIED-COLLECTOR TECHNIK 208
12.2 FORTGESCHRITTENE SBC-TECHNIK 210
INHALTSVERZEICHNIS XI
12.3 BIPOLARPROZESS MIT SELBSTJUSTIERTEM EMITTER 211
12.4 BICMOS-TECHNIKEN 214
12.5 AUFGABEN ZUR BIPOLARTECHNOLOGIE 216
LITERATUR 216
13 MONTAGE INTEGRIERTER SCHALTUNGEN 217
13.1 VORBEREITUNG DER SCHEIBEN ZUR MONTAGE 217
13.1.1 VERRINGERUNG DER SCHEIBENDICKE 218
13.1.2 RUECKSEITENMETALLISIERUNG 218
13.1.3 TRENNEN DER CHIPS 219
13.2 SCHALTUNGSMONTAGE 221
13.2.1 SUBSTRATE/SYSTEMTRAEGER 221
13.2.2 BEFESTIGUNGSTECHNIKEN 224
13.3 KONTAKTIERVERFAHREN 225
13.3.1 EINZELDRAHT-KONTAKTIERUNG (BONDING) 226
13.3.2 KOMPLETTKONTAKTIERUNG 230
13.4 ENDBEARBEITUNG DER SUBSTRATE 234
13.5 AUFGABEN ZUR CHIPMONTAGE 236
LITERATUR 236
ANHAENGE 237
SACHVERZEICHNIS 257 |
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