30.09.2022 - 08:58:58

Zwei neue Metallisierungsanlagen

Zum weiteren Aufbau des Terahertz Intergationszentrums (THzIZ) wurden neue Anlagen zur Abscheidung von Metallen beschafft. Genauer wurde eine Zerstäubungsanlage und eine Verdampfungsanlage im Reinraum des ZHOs aufgestellt. Bei elektronischen Bauelementen aus III/V-Verbindungshalbleitern spielt die Kontaktierung der Bauelemente mit metallischen Kontaktpads eine besondere Rolle. Je nachdem wie sauber die Oberfläche der Halbleiter ist und wie rein und dick die aufgebrachten Metalle sind, wird ein sogenannter Kontaktwiderstand beeinflusst. Hochfrequente Bauelemente für die THz-Anwendungen erfordern einen möglichsten geringen Kontaktwiderstand.
Die neue Aufdampfanlage „Univex 450G“ der Firma Leybold bildet hiermit ein neues Herzstück des Fachgebietes. Das Besondere an der neuen Anlage ist zum einen eine Handschuhbox mit Stickstoff-Atmosphäre vor der Anlagentür, sowie ein leistungsfähiges Vakuum Pumpensystem für die Kammer selbst. Die Handschuhbox ermöglicht es die Halbleiter in einer sauberen Umgebung zu reinigen. Von da werden die Halbleiter direkt in die Vakuum-Kammer beladen. Durch das schnelle Erreichen eines Hochvakuums, wird dabei eine Ablagerung von Verunreinigungen an der Oberfläche auf ein Minimum reduziert. Die hochreinen Metalle werden im Anschluss mittels Elektronenstrahl aufgeheizt und verdampfen. Die gasförmigen Metall-Atome gelangen zu der Oberfläche des Halbleiters und lagern sich auf dieser ab. Ein Überwachungssystem erlaubt während der Abscheidung eine nanometer-genaue Kontrolle der Schichtdicke.
Gemischte Metalllegierungen, wie z.B. Nickel-Chrom und Gold-Germanium, weisen besondere Eigenschaften auf. Nickel-Chrom z.B. erweist sich als guter temperaturunabhängiger elektrischer Widerstand. Wichtig ist bei diesen Legierungen die Zusammensetzung. Eine genaue Zusammensetzung durch thermische Verdampfung zu erzielen erweist sich als Schwierigkeit. Für solche Beispiele wird die neue Zerstäubungsanlage „Univex 600“ ebenfalls von der Firma Leybold verwendet. Bei der Zerstäubung werden die Metallatome nicht durch Erhitzen freigesetzt, sondern durch einen Beschuss mit Ionen aus einem Plasma. Analog zum Billard, stößt ein Ion mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche eines sogenannten metallischen Targets und löst dort Metallatome von der Oberfläche. Diese freien Metallatome gelangen zur Oberfläche der Halbleiter. Mit dieser Methode lassen sich gezielt Legierungen mit genauen Mischungsverhältnissen aufbringen.