Halbleitertechnologie von A bis Z

Alles über Halbleiter und die Waferfertigung

Sputtern

Das Sputtern ist ein physikalisches Abscheideverfahren (siehe PVD) sowohl zur Erzeugung von metallischen als auch von isolierenden Schichten.

Dazu wird in der Prozesskammer ein Plasma (meist Argon) zwischen zwei Elektroden gezündet und die darin befindlichen positiv geladenen Ionen auf ein Target an der Kammerdecke hin beschleunigt, das aus dem Material der zu erzeugenden Schicht besteht. Treffen die Ionen auf das Target werden dort Teilchen herausgeschlagen, die sich auf dem Wafer am Boden absetzen. Durch eine anschließende Temperung wird die poröse Schicht verdichtet. Da das Plasma beim Sputterprozess nicht erhitzt ist können auch Schichten auf Wafern hergestellt werden, die bereits Metallisierungsschichten besitzen.

Das Sputtern lässt sich in das reaktive und das passive Sputtern unterteilen. Während beim passiven Sputtern nur die Teilchen des Targets die Schicht bilden, werden beim reaktiven Sputtern noch zusätzliche Reaktionsgase hinzugefügt, die sich mit den Teilchen aus dem Target verbinden und so andere Schichtarten ermöglichen (z.B. isolierende Aluminiumoxidschicht: Aluminiumtarget + Sauerstoff).

Durch einen Magneten hinter dem Target können freie Elektronen im Plasma auf Kreisbahnen abgelenkt werden, um so mehr Gasteilchen zu ionisieren. Die Abscheiderate beim sog. Magnetronsputtern wird im Gegensatz zum normalen Sputtern ohne Magnet deutlich erhöht.

Wird eine negative Spannung an der Elektrode am Wafer angelegt (BIAS-Sputtern), werden auch hierhin Ionen beschleunigt und tragen die Waferoberfläche geringfügig ab. Dadurch wird die Oberfläche eingeebnet und eine bessere Kantenabdeckung erzielt.

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