Plasmaaktivierte chemische Gasabscheideanlage

• Fachliche Zuordnung: Elektrotechnik und Informationstechnik ; Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520256500

Im Reinraum des Instituts für Mikrowellentechnik und Photonik werden seit mehreren Jahrzehnten erfolgreich Halbleiterproben und Mikrowellenkomponenten hergestellt. Der Reinraumbereich (Gelblichtbereich, Nasschemie, Galvanik) wurde renoviert und 2021 wieder in Betrieb genommen. Nun sollen einige Technologieanlagen auf den neuesten Stand gebracht werden. Im Rahmen dieses Antrages soll eine Gasphasenabscheideanlage für plasmaaktivierte chemische Gase (plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD) zur Abscheidung von verschiedenen Dielektrika, v.a. Siliziumnitrid (SiN), Siliziumcarbid (SiC) und Siliziumoxid (SiO), ggf. auch Mischungen, sowie amorphes Silizium angeschafft werden. Die Verspannung der Schichten soll einstellbar sein, was eine Anlage mit ICP (inductively coupled plasma) und HF Generator erfordert. Hintergrund: Der Reinraum des Instituts für Mikrowellentechnik und Photonik (IMP) an der TU Darmstadt verfügt derzeit über eine etwa 18 Jahre alte Plasmadepositionsanlage. Aufgrund des hohen Alters, regelmäßig notwendiger Reparaturen und der Nichtverfügbarkeit von Ersatzteilen soll ein Ersatzgerät auf dem neuesten Stand der Technik angeschafft werden. Eine Aufrüstung oder Modernisierung des Altgerätes ist unwirtschaftlich. Die Anlage ist dennoch ein Kernelement der Reinraumtechnik und wird für die meisten Prozessfolgen benötigt, so dass eine Vielzahl von Projekten von der Funktionsfähigkeit der Anlage abhängen. So werden mit der Anlage Antireflexionsbeschichtungen abgeschieden (optische und photonische Bauelemente), Isolatoren aufgewachsen (photonische und elektronische Bauelemente), mikromechansich verstellbare Spiegel angefertigt (Mikromechanik), sowie Schichten mit niedriger Wärmeleitung als Bestandteil temperaturregelnder Elemente verwendet. Ferner können mit der Anlage Hartmasken für Ätzung von Halbleitermaterialien abgeschieden werden. Hauptverantwortlicher für das Großgerät wird der Hauptantragsteller, Sascha Preu, sein. Der Reinraum und somit das Gerät wird gemeinsam betrieben und genutzt von mehreren Fachgebieten (FG) des Fachbereichs Elektrotechnik und Informationstechnik, namentlich FG Mikrowellentechnik (Jakoby), FG Terahertz Bauelemente und Terahertz Systeme (Preu) sowie dem FG Neue Materialien Elektronik (Meinert). Die Technologie wird ferner unterstützt und mitgenutzt vom FG Integrierte Mikro-Nanosysteme (Burg). Mitnutzung von Fachgebieten außerhalb der Elektrotechnik ist explizit gewünscht. Mitantragsteller Bernhard Urbaszek (AG Hybride Quantensysteme, Fachbereich Physik, seit September 2022) ist ein erstes Beispiel hierfür.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Plasmaaktivierte chemische Gasabscheideanlage
• Gerätegruppe: 0920 Atom- und Molekularstrahl-Apparaturen
• Antragstellende Institution: Technische Universität Darmstadt
• Leiter: Professor Dr. Sascha Preu