Materialforschung, Verfahrensentwicklung und Integration für die Mikro- und Nanoelektronik

Die steigende Leistungsfähigkeit elektronischer Bauelemente, die ständige Miniaturisierung bis in den Nanometerbereich und gleichzeitig neue Bauelemente-Konzepte erfordern hoch entwickelte Materialien und aufwändige Fertigungsmethoden. Die Abteilung Back-end of Line arbeitet gemeinsam mit dem Zentrum für Mikrotechnologien der Technischen Universität Chemnitz an Lösungen für Materialien und Prozesse sowie der Integration dieser in die Mikro- und Nanoelektronik. Unter anderem konzentriert sich unsere Arbeit auf Materialien, Prozesse und Technologien, wie beispielsweise die Atomlagenabscheidung (ALD), Air-Gap-Technologien für die Kupfer-Damascene-Metallisierung, Reinigungsverfahren in sub-100nm-Strukturen, Ätzprozessentwicklung und in-situ-Diagnostik sowie die Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) von Kohlenstoffnanoröhren (CNT) für Anwendungen in Interconnectsystemen der integrierten Schaltkreise.

Air-Gap-Strukturen

• Ultimative Lösungen zur Erzielung minimaler parasitärer Kapazitäten.
• Air-Gaps als ultra-low-k-Dielektrika
• Nutzung von Opferschichten zur Airgaperzeugung
• Ausgeglichenes elektrisches, thermisches und mechanisches Verhalten
• Einzelprozess- und Technologieoptimierung

Kupfer Damascene-Metallisierung

• ALD von Cu-Keimschichten für die elektrochemische Kupferabscheidung
• Ultra dünne Diffusionsbarrieren
• Cu-MOCVD für IC Metallisierung und 3D-Integration
• Integration von ultra-low-k-Materialien
• Reinigungsverfahren bei Anwendung von low-k- und ultra-low-k-Materialien in der 45nm Technologie und darunter
• Ätzprozessoptimierung mittels in-situ-Diagnostik, z.B. zur Minimierung der Seitenwandschädigung bei Applikation poröser ultra-low-k-Dielektrika
• Chemisch-mechanisches Polieren (CMP)
• Prozess- und Equipmentsimulation von PVD-, CVD- und CMP-Prozessen

Kohlenstoff-Nanoröhren als Leitbahn- und Kontaktmaterial

• CNTs als Via- und Kontaktmaterial in ICs
• Wachstum von mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren auf mono- und bimetallischen Katalysatoren
• Charakterisierung mittels REM, TEM, Raman-Spektroskopie und XPS

	Fig. 4: Energieverteilung während eines Ti IPVD-Prozesses, simuliert unter Verwendung eines molekulardymnanischen Ansatzes (links); TEM-Aufnahme einer flaschenförmigen Teststruktur (rechts).
	Fig. 5: Cu-Teststrukturen integriert in poröses MSQ nach CMP. Links: Lichtmikroskop-Aufnahme. Rechts: REM-Querschnitt mit TiN-Diffusionsbarriere.

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