Dünnschicht-Abscheidungsanlage

• Fachliche Zuordnung: Systemtechnik
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528399093

Dünne Schichten im Bereich von Nanometern bis zu einigen Mikrometern sind integrale Bestandteile moderner Mikro- und Nanosysteme. Sie übernehmen im fertigen (M/N)EMS Bauelement vielfältige Funktionen, sie dienen beispielsweise als Kontaktflächen, Leiterbahnen, Passivierungsschichten oder Diffusionsbarrieren. Weiterhin dienen sie während der Waferprozessierung beispielsweise als Hartmasken oder als Opferschichten. Weitgehend standardisierte Bearbeitungsprozesse der Fotolithografie wie Lift-Off-Prozesse, nasschemische und trockene Ätzverfahren sowie mechanische Bearbeitung erlauben die Strukturierung der abgeschiedenen Schichten im Mikro- und Nanometerbereich. Ein vielseitiges Standardverfahren, dünne Schichten abzuscheiden, ist die Sputterdeposition. In einem Plasma erzeugte Ionen werden auf das abzuscheidende Zielmaterial (Target) beschleunigt und tragen dieses dabei an seiner Oberfläche ab. Es entsteht so ausgehend vom Target ein Teilchenstrom, das Targetmaterial kondensiert in der Folge als wachsende dünne Schicht auf dem Wafer. Die Schichteigenschaften sind hauptsächlich durch die kinetische Energie der Teilchen und somit der Diffusionslänge auf der Oberfläche bestimmt und lassen sich über eine Vielzahl an Parametern während der Deposition gezielt beeinflussen. Hier sei die Überlagerung eines Hochfrequenzfeldes auf das Plasma, die Verwendung von magnetischen Quellen (Magnetron) und das Anlegen einer Vorspannung (BIAS) genannt. Nicht zuletzt die breite Auswahl möglicher abzuscheidender Materialien (Metalle, Halbleiter, Dielektrika) macht die Sputterdeposition zu einem grundlegenden Prozess für die Fertigung von Mikro- und Nanosystemen. Durch Reaktivprozesse während der Abscheidung kann diese Auswahl noch erweitert werden. Im Rahmen der Eröffnung des Hochtechnologiezentrums der Westsächsischen Hochschule Zwickau entsteht unter anderem ein Laborkomplex auf 680qm mit Reinräumen der ISO Klasse 4 und 5. Das Nutzungskonzept sieht die interdisziplinäre Forschung und Lehre im Schwerpunkt auf den Gebieten Mikrosystemtechnik und Nanotechnologie unter Beteiligung von zwei Fakultäten vor. Das beantragte Gerät nimmt eine Schlüsselrolle in der notwendigen geschlossenen Prozesskette der Forschung und Entwicklung auf diesen Gebieten ein. Es bietet sich neben der Nutzung des Geräts für Routineaufgaben wie Metallisierungen zusätzlich die Möglichkeit, bestehende Forschungsfelder fortzuführen und um grundlegend neue Aspekte zu vertiefen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Dünnschicht-Abscheidungsanlage
• Gerätegruppe: 8330 Vakuumbedampfungsanlagen und -präparieranlagen für Elektronenmikroskopie
• Antragstellende Institution: Westsächsische Hochschule Zwickau
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Robert Taeschner