Zweikammer-Plasmaätzanlage
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Zweikammer-Plasmaätzanlage wird für reaktives Ionenätzen von Dünnschichtsystemen zur Strukturierung von Halbleiter-Bauelementen und Sensoren eingesetzt. Durch die Auslegung mit zwei separaten Ätzkammern für Fluor- und Chlor-basierte Prozesse können selektive Ätzprozesse für metallische, nitridische und oxidische Materialien durchgeführt werden. Die Anlage ist eingebunden in die Geräteinfrastruktur des Zentralen Reinraumlabors (ZRL) der TU Bergakademie Freiberg. Mit dieser Anlage ist eine vollständige Bauelement-Prozessierung bestehend aus Reinigung, Abscheidung funktionaler Schichten und Elektroden und der Strukturierung von Substrat, funktionaler Schicht und Elektroden möglich geworden. Die Anlage wird zum einen in regelmäßigen Routineprozessen verwendet. So werden im Rahmen der ESF- Nachwuchsforschergruppe HALMA regelmäßig GaN-Wafer im ZRL mit Elektroden für die ortsaufgelöste elektrische Charakterisierung versehen. Hier wird eine sogenannte Mesa-Ätzung durchgeführt, die das GaN-Substrat um die einzelnen elektronischen Kontaktflächen herum abträgt und somit die einzelnen Chips elektrisch voneinander isoliert. Die Ergebnisse der elektrischen Charakterisierung werden wiederum mit Analysen der Punkt- und Liniendefekte im GaN und den Herstellungsbedingungen korreliert. Zum anderen wird die Anlage in aktuellen Graduierungsarbeiten zur Bildung ohmscher Kontakte zu GaN und AlGaN/GaN-Heterostrukturen und zur Implementierung von Hoch-Epsilon-Dielektrika in GaN-Transistoren eingesetzt. Hier werden sowohl neue Materialien in Kontakt mit GaN getestet als auch die notwendigen Ätzprozesse für diese Materialkombination entwickelt. Diese Arbeiten werden immer durch eine In-situ-Prozesskontrolle zur Charakterisierung des Plasmas und zur Ätz-Endpunktbestimmung begleitet.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- „Microstructure of V-based ohmic contacts to AlGaN/GaN heterostructures at a reduced annealing temperature“ Applied Physics Letters 106 (2015) 053509
A. Schmid, Ch. Schröter, R. Otto, M. Schuster, V. Klemm, D. Rafaja, J. Heitmann
(Siehe online unter https://doi.org/10.1063/1.4907735) - „Oxygen and hydrogen profiles and electrical properties of unintentionally doped gallium nitride grown by hydride vapor phase epitaxy“ Crystal Research & Technology 50 (2015) 425–431
V. Garbe, B. Abendroth, H. Stöcker, A. Gavrilov, D. Cohen-Elias, S. Mehari, D. Ritter, Dirk. C. Meyer
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/crat.201400468)
