SB_19101NLP

Seite 2 des Schlussberichts zu IGF-Vorhaben 19.101N
Inhaltsverzeichnis
1 WISSENSCHAFTLICH- TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE PROBLEMSTELLUNG ..... 11
2 DURCHGEFÜHRTE ARBEITEN UND ERGEBNISSE IM BERICHTSZEITRAUM .................. 12
2.1 Arbeitspaket 1: Evaluierung des plasmabasierten Cu-Auftrags auf
unstrukturierten Wafern; Nachbehandlung und Charakterisierung von Cu-
Schichten; Definition von Anforderungen ......................................................12
2.1.1 Theoretische Hintergründe des Plasmas ........................................................... 13
2.1.2 Beschaffenheit der verwendeten Pulverpartikel ............................................... 25
2.1.3 Die Partikel nach dem Aufprall - Splatformation ............................................... 27
2.1.4 Analyse des Plasmastrahls ................................................................................. 34
2.1.5 Anlagenaufbau und Prozessgestaltung ............................................................. 40
2.1.6 Nachbehandlung und Charakterisierung von Cu-Schichten ........................... 49
2.1.7 Elektrische Leitfähigkeit der Kupferschicht ...................................................... 60
2.1.8 Zusammenfassung der Beschichtungsergebnisse .......................................... 62
2.2 Erarbeitung eines für Folgeprozesse kompatiblen
Strukturierungsverfahrens für den selektiven plasmabasierten Cu-Auftrag
...........................................................................................................................63
2.2.1 Einteilung der Isolationswerkstoffe .................................................................... 63
2.2.2 Anforderungen an die Isolationswerkstoffe ...................................................... 65
2.2.3 Verwendete Anlagen ............................................................................................ 71
2.2.4 Verwendete Isolationswerkstoffe und Substrate .............................................. 73
2.2.5 Applikation der Isolationswerkstoffe .................................................................. 78
2.2.6 Auswertung und Fazit der Isolationswerkstoffe ............................................... 88
2.2.7 Hauptversuche mit erwärmten Substraten ........................................................ 96
2.2.8 Hauptversuche ohne erwärmte Substrate ....................................................... 102
2.2.9 Auswertung und Ergebnisse ............................................................................. 103
2.2.10 Bewertung der verwendeten Werkstoffe .......................................................... 110
2.2.11 Optimierung der Flanken und Aspektverhältnisse ......................................... 113
2.2.12 Zusammenfassung der Strukturierungskonzepte .......................................... 147
2.3 Herstellung von strukturierten Cu-Schichten auf Wafern mit
Leistungsbauelementen; Charakterisierung insbesondere der elektrischen
Eigenschaften................................................................................................. 151
2.3.1 Testwaferbeschichtung mit Aluminium-Metallisierung, nicht reduziert ....... 161
2.3.2 Testwaferbeschichtung mit Aluminium-Metallisierung, reduziert ................ 163
2.3.3 Beschichtung der Test-IGBTs mit den ausgewählten Parametern ............... 165
2.3.4 Testwaferbeschichtung mit Nickel-Gold-Metallisierung, nicht reduziert ..... 166
2.3.5 Testwaferbeschichtung mit Nickel-Gold-Metallisierung, reduziert ............... 167