Leistungsfähige Ionenimplantation als Basis für innovative Halbleiter-Bauelemente
Flexibel einsetzbares System für Verbindungshalbleiter und Sondersubstrate.
Das Ferdinand-Braun-Institut in Berlin hat kürzlich einen leistungsfähigen Ionenimplanter in Betrieb genommen. Das sehr variable System erweitert die technologischen Möglichkeiten des FBH bei eigenen Forschungsarbeiten und Kundenprozessen. Mit drei verschiedenen Ionenquellen und der Fähigkeit Substrate zu heizen, eignet sich der Implanter ideal für die Entwicklung innovativer Halbleiterbauelemente. Unter anderem macht die Anlage Dotierungsimplantationen von breitlückigen Halbleitern – Wide-Bandgap Semiconductors – möglich, deren herausragende Materialeigenschaften in künftigen leistungselektronischen Anwendungen genutzt werden sollen.
Die Ionenimplantation ist einer der zentralen Prozesse bei der Fertigung mikroelektronischer Bauelemente, mit dem Fremdatome in Halbleiterschichten eingebracht werden. Dabei werden Halbleitermaterialien mit Ionen beschossen, die auf diese Weise in eine Materialschicht eingebracht werden. Mit dieser Schlüsseltechnologie der Halbleiterindustrie lassen sich Materialeigenschaften gezielt verändern.
Der neue Ionenimplanter bietet hohe Implantationsströme von bis zu zwei Milliampere und deckt Beschleunigungsspannungen von 5 keV bis 500 keV ab. Damit lassen sich Materialien auch mit hohen Implantationsdosen in industrietauglichen Prozesszeiten gezielt modifizieren. Durch eine Sputterquelle können zudem Materialien mit sehr hohen Schmelzpunkten implantiert werden, wie etwa die Sondermetalle Wolfram, Molybdän, Tantal oder Niob. Das eröffnet weitere technologische Möglichkeiten.
Darüber hinaus verfügt die Anlage neben einer Gasquelle über zwei Öfen, um niedrigschmelzende Metalle zu implantieren. Der Implanter bietet eine weitere Besonderheit: Mit einem speziellen Probenhalter lassen sich Substrate auf bis zu 500 °C aufheizen, wodurch Dotierungsimplantationen in breitlückigen Halbleitern schon bei der Implantation aktiviert werden. Die Möglichkeiten zur selektiven Isolation und Dotierung machen den neuen Ionenimplanter zu einer wichtigen technischen Basis am FBH, um innovative planare Integrationsverfahren in Materialien wie Galliumnitrid, Aluminiumnitrid oder Galliumoxid zu entwickeln.
FBH
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