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Halbleiterprozess

Halbleiterprozess bezeichnet die Abfolge von Fertigungsschritten zur Herstellung elektronischer Bauelemente auf Halbleiterwafern. Typische Basismaterialien sind Silizium und Silizium-Germanium; daneben kommen auch III-V-Verbindungen zum Einsatz. Der Prozess umfasst Reinigung, Schichtabscheidung, Strukturierung und Dotierung, in sauberer Umgebung mit streng kontrollierter Kontamination.

Der Prozess gliedert sich grob in Front-End-of-Line (FEOL) und Back-End-of-Line (BEOL). FEOL umfasst die Bildung von

Zu den Schlüsseltechniken gehören Photolithografie zur Musterung, Dünnschichtabscheidung (CVD, PVD), Dotierung durch Diffusion oder Ionenimplantation, Oxidation,

Wichtige Materialien sind Siliziumdioxid, Silizium-Nitrid, Halbleiterkristalle, Leiterschichten aus Aluminium oder Kupfer sowie Barriereschichten. In modernem Knoten

Qualitätssicherung erfolgt im Reinraum mit strenger Kontaminationskontrolle, Prozessüberwachung, Metrologie und Yield-Management. Die Komplexität steigt mit der

Anwendungen dieser Prozesse sind integrierte Schaltungen für Computer, Mobilgeräte, Speicher, Automotive- und Industrieanwendungen. Der Halbleiterprozess entwickelt

Transistorstrukturen,
Isolations-
und
Gate-Schichten;
BEOL
die
Metallisierung,
Kontaktbahnen
und
passiven
Strukturen.
Fortschritte
resultieren
aus
der
Skalierung,
neuen
Transistortopologien
und
verbesserten
Materialien.
Abscheidung
von
Gate-Dielektrika,
sowie
das
Ätzen
(trockenes
RIE,
Nassätzen)
und
die
chemisch-
mechanische
Politur
(CMP).
Die
Verbindung
von
Schichten
erfolgt
durch
Metallisierung
und
Diffusionsbarrieren.
kommen
Hoch-k-Dielektrika,
komplexe
Gate-Stacks
und
mehrstufige
Interconnectstrukturen
zum
Einsatz.
Dotatoren
wie
Bor,
Phosphor
oder
Arsen
ermöglichen
n-Typ-
oder
p-Typ-Veränderungen.
Transistorminiaturisierung,
wodurch
Kosten,
Fertigungszeiten
und
Ausbeute
gut
gemanagt
werden
müssen.
sich
weiter
durch
neue
Lithografieverfahren,
3D-Architekturen,
fortschrittliche
Materialien
und
optimierte
Leistungs-
und
Zuverlässigkeitscharakteristika.