Gräben schaffen Speicherplatz

Computer sollen immer leistungsfähiger werden. Zwangsläufig wachsen die Anforderungen an die Speicherelemente: Möglichst klein, möglichst stark, möglichst schnell und möglichst sparsam sollen sie sein. Und bitte immer schön kühl bleiben! Nur Speicherelementbausteine – in der Fachsprache DRAM genannt -, die in diesen Punkten ihre Konkurrenten übertreffen, haben eine Chance, künftig in PCs, Notebooks, in der Mobilkommunikation, der Unterhaltungsindustrie und den riesigen Server-Parks der Internet-Dienstleister Karriere zu machen. Es geht um ein Geschäft, in dem derzeit jährlich weltweit 25 Milliarden Dollar umgesetzt werden. Der Innovationsdruck ist immens: Durchsetzen können sich nur Hersteller, die über die besten Technologien und die effizientesten Produktionsverfahren verfügen. Der weltweit zweitgrößte Anbieter im hart umkämpften DRAM-Markt ist der junge Chip-Hersteller Qimonda. Die 100-prozentige Tochter von Infineon produziert in Dresden Speicherbausteine: derzeit auf Basis der 90-Nanometer-Technologie und dem Ziel, demnächst lediglich 65 Nanometer breite Strukturen auf die Silizium-Scheiben ätzen zu können.

Unterstützt wird Qimonda von den Ingenieuren am Dresdener Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS. Die Forschergruppe um Tobias Mayer-Uhma, Falko Schlenkrich und Ingolf Endler hat einen neuen ätzresistenten Film entwickelt, der es ermöglichen soll, tiefere und engere „Gräben“ zu fertigen. Denn darauf kommt es bei der Speicherfertigung an: Nach einer Reihe komplizierter Produktionsschritte wie Fotolithographie, Ätzen, Polieren, wird ein ätzresistenter Film, die Hartmaske aus Siliziumdioxid, aufgetragen. Sie enthält die Strukturen, durch die später mit einem Ätzgas die Gräben geätzt werden. Wird ein Graben anschließend mit dielektrischem Material aufgefüllt, so entsteht ein Kondensator. Je tiefer die Gräben geätzt werden, desto mehr Wandfläche steht zur Verfügung und desto größer ist das Speichervermögen des Kondensators.

„Wir stellen die Technologie zum Fertigen und Ätzen für diese Masken zur Verfügung“, so Mayer-Uhma. Um die Gräben immer tiefer zu ätzen, sind reaktivere Gasgemische und entsprechend widerstandsfähigere Maskenmaterialien nötig, die das Fraunhofer-Team mit einer eigenen, modifizierten Gasphasen-Abscheidungsanlage entwickelt und testet. Derzeit werden Masken aus Aluminiumnitrid erprobt – sie sind gegenüber dem Ätzgas fünfmal resistenter als Siliziumdioxid.

Ansprechpartner:
Tobias Mayer-Uhma
Telefon: 03 51 / 25 53-6 09
Fax: 03 51 / 25 54-2 12
tobias.mayer-uhma@ikts.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Winterbergstraße 28
01277 Dresden