Kapitel 5 - Weitere Arten der Beschichtumg

Question 1

Summenformel Siliziumoxid

Answer 1

SiO2

Question 2

Warum ist die Oxidation von Silizium in der Industrie wichtig?

Answer 2

Silizium ist sehr einfach zu oxidieren. Chemisch gesehen ist Siliziumoxid Glas. Man kann also durch Oxidieren eine Dünne Glasschicht auf dem Silizium Aufbringen

Question 3

Nennen sie 3 zentrale Eigenschaften von Siliziumoxid, so wie deren Anwendung

Answer 3

1. Siliziumoxid ist chemisch inert ->Ätzmaske
2. SiO2 ist elektrisch isolierend -> Isolationsschicht
3. SiO2 ist diffusionsdicht. -> Diffusionssperre

Question 4

Wie geht die Oxidation von Silizium von statten? Welche Umstände?

Answer 4

Silizium bildet schon unter Raumbedingungen eine dünne Oxidatonsschicht.

In der Industrie verwendet man eine erhöhte Temperatur und Sauerstoff oder Wasserdampfzufuhr im Rezipenten-

Question 5

Skizze Oxidationsofen für Silizium

Answer 5

Question 6

Wie wächst die Oxidationsschicht auf Silizium auf?

Answer 6

Die Oxidschicht wächst zu 56% auf und zu 44% in das Silizium hinein.

Question 7

Vergleich Oxidation von Silizium mit Sauerstoff vs Wasserdampf

Answer 7

Wasserdampf schneller, Sauerstoff fester.

Question 8

Oxidatio von Silizium Skizze

Answer 8

Question 9

Alternative zur Oxidation ohne Heizelemente

Answer 9

Es ist möglich Wasserstoff mit Sauerstoff zu verbrennen wodurch Wasserdampf und Hohe Temperaturen erzeugt werden.

Question 10

Wovon ist die Oxidationsgeschwindigkeit noch abhängig?

Answer 10

1. Bei Einkristallen von der Richtung
2. Ansonsten steigt sie mit steigendem Druck

Question 11

Welche Konsequenz hat die Oxidation einer Seite des Wafers?

Answer 11

Durch die Oxidation werden zusätzliche Elemente in das Kristallgitter eingebracht.

Dies führt zu mechanischen Druckspannungen.

-> Durch das Hinzufügen oder Entfernen nur einer Oxidationsschicht wölbt sich der Wafer.

Question 12

Wozu verwendet man Lackschleudern?

Erläutern sie das Funktionsprinzip.

Answer 12

Lackschleudern werden verwendet um Flüssigkeiten (Beispielsweise Fotolack) in dünnen, gleichmäßigen Schichten auf einem Substrat aufzubringen.

Dazu wird das Substrat an einem Drehteller (Chuck) festgesaugt und in Rotation versetzt. Auf den Mittelpunkt wird nun mittels einer Pipette Flüssigkeit (Lack) auf das Substrat gegeben.

Durch die Fliehkräfte wird der Lack gleichmäßig verteilt und überschüssiger Lack vom Rad geschleudert

Die Lackschicht ist gleichmäßig und nur an den Rändern dicker

Question 13

Skizze Lackschleuder

Answer 13

Question 14

Von welchen Faktoren hängt die Schichtdicke in einer Lackschleuder ab?

Answer 14

1. Drehzahl
2. Viskosität des Lacks
3. Oberflächenspannung des Lacks
4. Dauer des Aufschleuderns

Question 15

Verlauf der Schichtdicke des Lacks über die Zeit des Aufschleuderns

Answer 15

Question 16

Welchen Zusammenhang beschreibt die Spin-Kurve?

Answer 16

Die Schichtdicke ist bei langer Drehdauer nurnoch von der Drehzahl und vom verwendeten Lack abhängig

Question 17

Skizze Spin-Kurve

Answer 17

Question 18

Was versteht man unter Fotolithografie (Bestrahlung)?

Answer 18

Unter Fotolithografie verseht man das Belichten von Fotolack im Schattenwurf einer Maske.

Im Belichteten Bereich tritt im Lack eine chemische Veränderung ein, sodass dieser in einer Entwicklerläsung entweder aufgelöst (Positiv Resist) oder nicht mehr aufgelöst (negativ Resist) werden kann

Question 19

Erläutern sie die (chemische) Funktionsweise von Fotolack im Zusammenspiel mit einer Entwicklerlösung.

Answer 19

Resist mit positivem Ton:

Besteht aus langkettigen Kohlenwasserstoffmolekülen. Unter Belichtung lösen sich die langen in kleine Kohlenstoffmoleküle auf.

Resist mit negativem Ton:

Besteht aus kleinen Kohlenwasserstoff Molekülen. Unter Belichtung vernetzen sich diese zu langen Ketten.

Entwicklerlösung:

Entwicklerlösung löst jeweils kurze Molekühle auf.

Question 20

Nennen sie 3 verschiedene Resist-Profile

Answer 20

1. Vertikal
2. Angeschrägt
3. Hinterschnitt

Für alle Resistprofile gibt es Anwendungsmöglichkeiten.