Messverfahren optimiert Silizium-Waver

System verbessert die Qualität von Halbleiter-Bauelementen

Ein Forscherteam rund um Jürgen Rüdiger Niklas vom Institut für Experimentelle Physik der TU-Bergakademie Freiberg hat ein neues Messverfahren zur Untersuchung von Halbleiterwafern entwickelt. Damit soll die Produktion von Silizium-Wafern und darauf hergestellten Chips optimiert werden. Das Verfahren erlaubt mit hoher Ortsauflösung eine berührungs- und zerstörungsfreie detaillierte Analyse elektrischer Eigenschaften von Wafern.

Neben neuen Möglichkeiten in der Grundlagenforschung ergeben sich mit dem neuen System auch vielfältige Ansatzpunkte für Prozessoptimierungen und Prozessüberwachungen in der gesamten Halbeiterindustrie. Die innovative Idee des Freiberger Professors hat in der Halbleiterbranche erhebliche Aufmerksamkeit erzeugt, da bei der industriellen Produktion von Halbleiter-Bauelementen aufgrund von Produktionsmängeln bisher erhebliche Kosten anfallen. Ein gewisser Prozentsatz der auf Wafern hergestellten Chips funktioniert nämlich nicht. „Wenn man bedenkt, dass es oft weit über hundert verschiedener Prozessschritte bedarf, bis auf der Oberfläche eines Wafers funktionstüchtige Elemente entstehen, kann man die Dimension der Probleme erahnen“, so Niklas.

Vielerlei Erfahrungen deuten darauf hin, dass Fehlfunktionen hergestellter Chips offenbar erheblich auch von elektrisch wirksamen Fehlern der zum Einsatz kommenden Materialien herrühren. Das betrifft laut Niklas vor allem die Beweglichkeit und die Lebensdauer für die Bauteilfunktion wichtiger elektrischer Ladungsträger sowie die atomaren Ursachen dieser Eigenschaften. Das große Problem war laut Niklas jedoch, dass es hierfür bislang keine gut geeigneten Untersuchungsmethoden gab. So fehlte es bisher auch an fundierten Kenntnissen über die entsprechenden Zusammenhänge. In diese Lücke stießen nun die Freiberger Forscher mit ihrem Messverfahren.