Verfahren und Analysemethoden der MST
Vorlesung 4
Vorlesung 4
Was ist die typische und was die maximale Dicke von natürlichen Oxid auf einem Si-Wafer bei RT und durchschnittlicher Luftfeuchte?
2nm, max 4nm
Was sind die beiden wesentlichen Schritte des RCA Standard-Reinigungsverfahrens von Si-Wafern?
- Entfernung organischer Filme und metallischer Verunreinigungen mittels einer alkalischen Lösung auf Ammoniaklauge mit Wasserstoffperoxid und deionisiertem Wasser im Mischverhältniss 1:1:5
- Entfernung alkalischer Ionen und weiterer metallischer Verunreinigungen mittels einer sauren Reinigungslösung basierend auf Salzsäure, mit Wasserstoffperoxid und deionisiertem Wasser im Mischverhältniss 1:1:6
Was ist der Hauprohstoff zur Herstellung von Silizium-Wafern?
Quarzsand
Was ist die Ordnungszahl von Silicium?
14
Was ist die Atommasse von Silicium?
28 g/mol
Wo liegt der Schmelzpunkt von Silicium?
1415°C
Wie viele Außenelektronen besitzt Silicium?
4
Nennen SIe die drei wichtigsten Verbindungen von Silicium
- SiO2 (Quarz, Seesand,...)
- Si3N4 (Siliziumnitrat)
- SiC (Siliziumcarbonat)
Was versteht der Kristallograph unter einer Einheitszelle?
Die einfachste sich wiederholende Einheit in einem Kristall
Was sind die drei wichtigsten Kristallebenen im Si-Kristallgitter?
- 100
- 110
- 111 (Ätzstoppebene)
Was versteht man unter einem Flat bei Wafern?
Seitenkanten
Wozu dient der primary flat?
mechanische Anlegekante zur Ausrichtung des Wafers
Wozu dient der secondary flat?
Kennzeichnung der Kristallorientierung
Was sind die beiden wichtigsten Ziehverfahren bei der Herstellung von Si-Einkristallen und worin unterscheiden sie sich?
Tiegelziehverfahren
durchmesser > 20cm, geringe Kosten, wenig Kristallfehler, Reinheit nicht optimal, ungleichmäßige Verteilung der Verunreinigungen
Zonenziehverfahren
Kaum verunreinigungen, große Dotierhomogenität, kleinerer Durchmesser, hohe Kosten
Was versteht man unter dem Begriff Segregation?
Reinigung durch Segregation bei FZ-Verfahren: Die Löslichkeit vieler Verunreinigungen unterscheidet sich in der flüssigen Phase von der in der festen
Welche Art von Waferfehlern kennen Sie? (mind. 3)
- Parallelitätsabweichung
- Durchbiegung
- Verwerfung
- Welligkeit
Wofür steht die Abkürzung TTV
Total thickness variation
Wofür steht die Abkürzung LTV
Local thickness variation
Was ist der kritische Waferfehler für die MST?
Fehlorientierung des Flats
Durch welche Prozesse kann man Oxidschichten auf Silicium erzeugen?
- Thermische Oxidation
- Sputtern
- LPCVD
Was ist das Grenzschichtverhältniss bei der Oxidation von Silicium?
Grenzschicht zwischen Si und SiO2
45% des SiO2 in den Kristall, 55% nach außen
Schreiben Sie die Reaktionsgleichung für die Trockenoxidation von Silicium mit Temperaturbereich auf.
Si + O2 --> SiO2
800-1200°C
Schreiben Sie die Reaktionsgleichung für die Feuchtoxidation von Silicium mit Temperaturbereich auf
Si + 2H2O --> SiO2 + 2H2
Temperatur 900-1100°C
Welcher Prozess hat die höhere Wachstumsraten: Feucht- oder Trockenoxidation von Silicium?
Was ist der limitierende Prozess bei der thermischen Oxidation?
Diffusion durch Oxidschicht (Ficksches-Gesetz)
Welche Art von innerer mechanischer Spannung entsteht bei der Oxidation von Silicium?
Innere Druckspannung
Welche Prozesse können in einem widerstandsbeheizten Dreizonenoxidationsofen durchgeführt werden?
- Oxidieren
- Tempern
- Dotieren
- LPCVD
Nennen Sie Anwendungen von Siliciumoxidschichten in der Mikrostrukturtechnik
- Ätzstoppschichten
- Ätzmaskierschichten
- Isolierschichten
- Dielektrische Schichten
- Passivierungsschichten
- Haftschichten
- Stressausgleichsschichten
- Freitragende Membran
- Opferschicht
- Diffusionsbarriere
-
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Lernkarten
Was ist die typische und was die maximale Dicke von natürlichen Oxid auf einem Si-Wafer bei RT und durchschnittlicher Luftfeuchte?
2nm, max 4nm
Was sind die beiden wesentlichen Schritte des RCA Standard-Reinigungsverfahrens von Si-Wafern?
- Entfernung organischer Filme und metallischer Verunreinigungen mittels einer alkalischen Lösung auf Ammoniaklauge mit Wasserstoffperoxid und deionisiertem Wasser im Mischverhältniss 1:1:5
- Entfernung alkalischer Ionen und weiterer metallischer Verunreinigungen mittels einer sauren Reinigungslösung basierend auf Salzsäure, mit Wasserstoffperoxid und deionisiertem Wasser im Mischverhältniss 1:1:6
Was ist der Hauprohstoff zur Herstellung von Silizium-Wafern?
Quarzsand
Was ist die Ordnungszahl von Silicium?
14
Was ist die Atommasse von Silicium?
28 g/mol
Wo liegt der Schmelzpunkt von Silicium?
1415°C
Wie viele Außenelektronen besitzt Silicium?
4
Nennen SIe die drei wichtigsten Verbindungen von Silicium
- SiO2 (Quarz, Seesand,...)
- Si3N4 (Siliziumnitrat)
- SiC (Siliziumcarbonat)
Was versteht der Kristallograph unter einer Einheitszelle?
Die einfachste sich wiederholende Einheit in einem Kristall
Was sind die drei wichtigsten Kristallebenen im Si-Kristallgitter?
- 100
- 110
- 111 (Ätzstoppebene)
Was versteht man unter einem Flat bei Wafern?
Seitenkanten
Wozu dient der primary flat?
mechanische Anlegekante zur Ausrichtung des Wafers
Wozu dient der secondary flat?
Kennzeichnung der Kristallorientierung
Was sind die beiden wichtigsten Ziehverfahren bei der Herstellung von Si-Einkristallen und worin unterscheiden sie sich?
Tiegelziehverfahren
durchmesser > 20cm, geringe Kosten, wenig Kristallfehler, Reinheit nicht optimal, ungleichmäßige Verteilung der Verunreinigungen
Zonenziehverfahren
Kaum verunreinigungen, große Dotierhomogenität, kleinerer Durchmesser, hohe Kosten
Was versteht man unter dem Begriff Segregation?
Reinigung durch Segregation bei FZ-Verfahren: Die Löslichkeit vieler Verunreinigungen unterscheidet sich in der flüssigen Phase von der in der festen
Welche Art von Waferfehlern kennen Sie? (mind. 3)
- Parallelitätsabweichung
- Durchbiegung
- Verwerfung
- Welligkeit
Wofür steht die Abkürzung TTV
Total thickness variation
Wofür steht die Abkürzung LTV
Local thickness variation
Was ist der kritische Waferfehler für die MST?
Fehlorientierung des Flats
Durch welche Prozesse kann man Oxidschichten auf Silicium erzeugen?
- Thermische Oxidation
- Sputtern
- LPCVD
Was ist das Grenzschichtverhältniss bei der Oxidation von Silicium?
Grenzschicht zwischen Si und SiO2
45% des SiO2 in den Kristall, 55% nach außen
Schreiben Sie die Reaktionsgleichung für die Trockenoxidation von Silicium mit Temperaturbereich auf.
Si + O2 --> SiO2
800-1200°C
Schreiben Sie die Reaktionsgleichung für die Feuchtoxidation von Silicium mit Temperaturbereich auf
Si + 2H2O --> SiO2 + 2H2
Temperatur 900-1100°C
Welcher Prozess hat die höhere Wachstumsraten: Feucht- oder Trockenoxidation von Silicium?
Was ist der limitierende Prozess bei der thermischen Oxidation?
Diffusion durch Oxidschicht (Ficksches-Gesetz)
Welche Art von innerer mechanischer Spannung entsteht bei der Oxidation von Silicium?
Innere Druckspannung
Welche Prozesse können in einem widerstandsbeheizten Dreizonenoxidationsofen durchgeführt werden?
- Oxidieren
- Tempern
- Dotieren
- LPCVD
Nennen Sie Anwendungen von Siliciumoxidschichten in der Mikrostrukturtechnik
- Ätzstoppschichten
- Ätzmaskierschichten
- Isolierschichten
- Dielektrische Schichten
- Passivierungsschichten
- Haftschichten
- Stressausgleichsschichten
- Freitragende Membran
- Opferschicht
- Diffusionsbarriere
