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Auf dieser Website finden Sie die Lösungen zu Aufgaben aus dem Lehrbuch. Außerdem können Sie hier im Laufe der Zeit Informationen, Bilder oder Videos zu den einzelnen Kapiteln finden.

Lösungen

Lösung 10.1

Bei der trockenen Oxidation wird lediglich Sauerstoff bei hoher Prozesstemperatur verwendet, während bei der feuchten Oxidation zusätzlich Wasser(-dampf) mittels Bubbler zugesetzt wird.

VorteilNachteil
Trockene Oxidation Hohe Schichtqualität Niedrige Schichtrate
Feuchte Oxidation Hohe Schichtrate Niedrige Schichtqualität

Lösung 10.2

Die thermische Oxidation kann eingesetzt werden, wenn zum einem die Silicium-Waferoberfläche freiliegt und zum anderen die vielleicht schon vorhandenen Strukturen die auftretenden Temperaturen aushalten.

Lösung 10.3

 

Bei der feuchten Oxidation werden je nach Temperatur zwischen 0,03 und 0,3 Stunden benötigt. Die trockene Oxidation benötigt hingegen 0,3 bis 5 Stunden.

Lösung 10.4

Die SiCl4 Konzentration ist von entscheidender Bedeutung, da je nach Anteil die Silicium-Gasphasen-Epitaxie einen schichtabtragenden oder schichtaufwachsenden Charakter hat.

Lösung 10.5

  • Anlegen einer negativen Spannung am Target
  • Ladungsträger innerhalb des Prozessgases werden beschleunigt
  • Ausbildung eines Plasmas (Erzeugung von freien Elektronen und Gasionen; nach außen neutral)
  • Positiv geladene Edelgas-(Ar-)Ionen werden aufs Target beschleunigt
  • Auslösen des Targetmaterials, welches auf dem Substrat als Schicht aufwächst

Lösung 10.6

Aufgrund des Paschen Gesetzes ist die Zündspannung U=p*d vorgegeben und eine Funktion von Druck und Elektrodenabstand (Abstand Kathode - Anode). Bei sehr niedrigem Druck ist entweder eine extrem hohe Spannung erforderlich; ferner ist die Ladungsträgerdichte nicht ausreichend um die Entladung aufrecht zu erhalten.

Lösung 10.7

  • Schichtbildendes Material muss als gasförmige Verbindung existieren
  • Schichtbildendes Material muss mittels Energiezufuhr aus der gasförmigen Verbindung abgeschieden werden können und alle restlichen Reaktionsprodukte müssen zum Abtransport wieder gasförmig sein.

Lösung 10.8

Bestehen das Substrat und die abgeschiedene Schicht eines Epitaxie Prozesses aus demselben Material wird dieses Homoepitaxie, bei unterschiedlichen Materialien Heteroepitaxie genannt.

Lösung 10.9

KriterienThermische OxidationPVDCVDGalvanik
Schichthaftung sehr gut gut befriedigend gut bis befriedigend

Anzahl mögl.

Materialien
gering sehr hoch hoch befriedigend
Konformität sehr hoch gering hoch *
Technischer Aufwand hoch hoch hoch gering

*Typischerweise strukturierte Beschichtung und deshalb keine Aussage

Lösung 10.10

  • Anlegen einer Spannung an Anode und Kathode, welche sich in einem Elektrolyten befinden
  • Ausbildung eines elektrischen Stromes (Ladungsaustausch an den Oberflächen)
  • Oxidation der Anode
  • Reduktion der Kathode
  • Dadurch Abscheidung einer Schicht

Lösung 10.11

Lösung 10.12

Der Hauptunterschied der beiden Verfahren ist die Zuführung der Elektronen. Bei der Galvanik erfolgt diese über eine äußere Stromquelle, während bei der außenstromlosen Abscheidung diese durch chemische Reaktionen innerhalb des Elektrolyten freigesetzt werden.

Lösung 10.13

Plasma ist der vierte Aggregatzustand und beschreibt ein ionisiertes Gas, welches nach außen hin elektrisch neutral ist. Die technische Erzeugung erfolgt meist durch Anlegen einer elektrischen Spannung an zwei Elektroden.

Lösung 10.14

  • Sputtern
  • PECVD

Lösung 10.15

Beim Beschuss einer Oberfläche mit Ionen können diese reflektiert, implantiert oder ein Atom aus der Oberfläche auslösen (Sputtern). Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass Sekundärelektronen ausgelöst oder Gitterdefekte erzeugt werden.