Silizium-Halbleitertechnologie - Hilleringmann, Ulrich
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Das Lehrbuch behandelt die Grundlagen und die technische Durchführung der Einzelprozesse zur mikroelektronischen Schaltungsintegration in der Silizium-Halbleitertechnologie. Die Integrationstechnik setzt sich aus einer Vielzahl von sich wiederholenden Einzelprozessen zusammen, deren Durchführung und apparative Ausstattung extremen Anforderungen genügen müssen, um die geforderten Strukturgrößen bis zu wenigen Nanometern gleichmäßig und reproduzierbar zu erzeugen. Das Zusammenspiel der Oxidationen, Ätzschritte und Implantationen zur Herstellung von MOS- und Bipolarschaltungen werden - ausgehend…mehr

Produktbeschreibung
Das Lehrbuch behandelt die Grundlagen und die technische Durchführung der Einzelprozesse zur mikroelektronischen Schaltungsintegration in der Silizium-Halbleitertechnologie. Die Integrationstechnik setzt sich aus einer Vielzahl von sich wiederholenden Einzelprozessen zusammen, deren Durchführung und apparative Ausstattung extremen Anforderungen genügen müssen, um die geforderten Strukturgrößen bis zu wenigen Nanometern gleichmäßig und reproduzierbar zu erzeugen. Das Zusammenspiel der Oxidationen, Ätzschritte und Implantationen zur Herstellung von MOS- und Bipolarschaltungen werden - ausgehend vom Rohsilizium bis zur gekapselten integrierten Schaltung - aus Sicht der Prozessführung erläutert.
  • Produktdetails
  • Springer-Lehrbuch
  • Verlag: Springer, Berlin; Springer Fachmedien Wiesbaden
  • Artikelnr. des Verlages: 978-3-658-23443-0
  • 7. Aufl.
  • Erscheinungstermin: 18. Januar 2019
  • Deutsch
  • Abmessung: 241mm x 169mm x 17mm
  • Gewicht: 488g
  • ISBN-13: 9783658234430
  • ISBN-10: 3658234431
  • Artikelnr.: 54204761
Autorenporträt
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Hilleringmann leitet das Fachgebiet Sensorik an der Universität Paderborn und lehrt Halbleitertechnologie, Mikrosystemtechnik, Sensorik und Prozessmesstechnik.
Inhaltsangabe
Herstellung von Siliziumscheiben.- Oxidation des dotierten Siliziums.- Lithografie.- Ätztechnik.- Dotiertechniken.- Depositionsverfahren.- Metallisierung und Kontakte.- Scheibenreinigung.- MOS-Technologien zur Schaltungsintegration.- Erweiterungen zur Höchstintegration.- Bipolar-Technologie.- Montage integrierter Schaltungen.

Aus dem Inhalt:
Einleitung
Herstellung von Siliziumscheiben
Oxidation des dotierten Siliziums
Lithografie
Ätztechnik
Dotiertechniken
Depositionsverfahren
Metallisierung und Kontakte
Scheibenreinigung
MOS-Technologien zur Schaltungsintegration
Erweiterungen zur Höchstintegration
Bipolar-Technologie Montage integrierter Schaltungen
Anhang A. Lösungen der Aufgaben
Anhang B: Farbtabelle Oxiddicken
Literaturverzeichnis - Stichwortverzeichnis

'1 Einleitung.- 1.1 Aufgabe.- 2 Herstellung von Siliziumscheiben.- 2.1 Silizium als Basismaterial.- 2.2 Herstellung und Reinigung des Rohmaterials.- 2.2.1 Herstellung von technischem Silizium.- 2.2.2 Chemische Reinigung des technischen Siliziums.- 2.2.3 Zonenreinigung.- 2.3 Herstellung von Einkristallen.- 2.3.1 Die Kristallstruktur.- 2.3.2 Kristallziehverfahren nach Czochralski.- 2.3.3 Tiegelfreies Zonenziehen.- 2.3.4 Kristallfehler.- 2.4 Kristallbearbeitung.- 2.4.1 Sägen.- 2.4.2 Oberflächenbehandlung.- 2.4.2.1 Läppen.- 2.4.2.2 Scheibenrand abrunden.- 2.4.2.3 Ätzen.- 2.4.2.4 Polieren.- 2.5 Aufgaben zur Scheibenherstellung.- 3 Oxidation des dotierten Siliziums.- 3.1 Die thermische Oxidation von Silizium.- 3.1.1 Trockene Oxidation.- 3.1.2 Nasse Oxidation.- 3.1.3 H2O2-Verbrennung.- 3.2 Modellierung der Oxidation.- 3.3 Die Grenzfläche SiO2/Silizium.- 3.4 Segregation.- 3.5 Abscheideverfahren für Oxid.- 3.5.1 Die Silan Pyrolyse.- 3.5.2 Die TEOS-Oxidabscheidung.- 3.6 Aufgaben zur Oxidation des Siliziums.- 4 Lithografie.- 4.1 Maskentechnik.- 4.1.1 Pattern-Generator und Step- und-Repeat-Belichtung.- 4.1.2 Direktschreiben der Maske mit dem Elektronenstrahl.- 4.2 Belackung.- 4.2.1 Aufbau der Fotolacke.- 4.2.2 Aufbringen der Lackschichten.- 4.3 Belichtungsverfahren.- 4.3.1 Optische Lithografie (Fotolithografie).- 4.3.1.1 Kontaktbelichtung.- 4.3.1.2 Abstandsbelichtung (Proximity).- 4.3.1.3 Projektionsbelichtung.- 4.3.1.4 Verkleinernde Projektionsbelichtung.- 4.3.2 Elektronenstrahl-Lithografie.- 4.3.3 Röntgenstrahl-Lithografie.- 4.3.4 Weitere Verfahren zur Strukturierung.- 4.4 Lackbearbeitung.- 4.4.1 Entwickeln und Härten des Lackes.- 4.4.2 Linienweitenkontrolle.- 4.4.3 Ablösen der Lackmaske.- 4.5 Aufgaben zur Lithografietechnik.- 5 Ätztechnik.- 5.1 Naßchemisches Ätzen.- 5.1.1 Tauchätzung.- 5.1.2 Sprühätzung.- 5.1.3 Ätzlösungen für die naßchemische Strukturierung.- 5.1.3.1 Isotrop wirkende Ätzlösungen.- 5.1.3.2 Anisotrope Siliziumätzung.- 5.2 Trockenätzen.- 5.2.1 Plasmaätzen (PE).- 5.2.2 Reaktives Ionenätzen (RIE).- 5.2.2.1 Prozeßparameter des reaktiven Ionenätzens.- 5.2.2.2 Reaktionsgase.- 5.2.3 Ionenstrahlätzen.- 5.3 Endpunktdetektion.- 5.3.1 Visuelle Kontrolle.- 5.3.2 Ellipsometrie.- 5.3.3 Spektroskopie.- 5.3.4 Interferometrie.- 5.3.5 Massenspektrometrie.- 5.4 Aufgaben zur Ätztechnik.- 6 Dotiertechniken.- 6.1 Legierung.- 6.2 Diffusion.- 6.2.1 Fick'sche Gesetze.- 6.2.1.1 Die Diffusion aus unerschöpflicher Quelle.- 6.2.1.2 Die Diffusion aus erschöpflicher Quelle.- 6.2.2 Diffusionsverfahren.- 6.2.3 Ablauf des Diffusionsprozesses.- 6.2.4 Grenzen der Diffusionstechnik.- 6.3 Ionenimplantation.- 6.3.1 Reichweite implantierter Ionen.- 6.3.2 Channeling.- 6.3.3 Aktivierung der Dotierstoffe.- 6.3.4 Technische Ausführung der Ionenimplantation.- 6.3.5 Charakteristiken der Implantation.- 6.4 Aufgaben zu den Dotiertechniken.- 7 Depositionsverfahren.- 7.1 Chemische Depositionsverfahren.- 7.1.1 Die Silizium-Gasphasenepitaxie.- 7.1.2 Die CVD-Verfahren zur Schichtdeposition.- 7.1.2.1 APCVD-Verfahren.- 7.1.2.2 Low Pressure CVD-Verfahren (LPCVD).- 7.1.2.3 Plasma Enhanced CVD-Verfahren (PECVD).- 7.2 Physikalische Depositionsverfahren.- 7.2.1 Molekularstrahlepitaxie (MBE).- 7.2.2 Aufdampfen.- 7.2.3 Kathodenzerstäubung (Sputtern).- 7.3 Aufgaben zu den Abscheidetechniken.- 8 Metallisierung und Kontakte.- 8.1 Der Metall-Halbleiter-Kontakt.- 8.2 Mehrlagenverdrahtung.- 8.2.1 Planarisierungstechniken.- 8.2.1.1 Der BPSG-Reflow.- 8.2.1.2 Reflow- und Rückätztechnik organischer Schichten.- 8.2.1.3 Chemisch-mechanisches Polieren.- 8.2.2 Auffüllen von Kontaktöffnungen.- 8.3 Zuverlässigkeit der Aluminium-Metallisierung.- 8.4 Aufgaben zur Kontaktierung.- 9 Scheibenreinigung.- 9.1 Verunreinigungen und ihre Auswirkungen.- 9.1.1 Mikroskopische Verunreinigungen.- 9.1.2 Molekulare Verunreinigungen.- 9.1.3 Alkalische und metallische Verunreinigungen.- 9.2 Reinigungstechniken.- 9.3 Ä