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RWTH Aachen erweitert ihr Forschungslabor Mikroelektronik für 2D-Elektronik mit Ionenstrahlprozessanlage scia Coat 200

Die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen ist mit über 47.000 Studierenden die zweitgrößte Universität für technische Studiengänge in Deutschland. Ziel der Hochschule ist es, ein nationales und internationales Bildungs-, Forschungs- und Transferumfeld zu schaffen, das disziplinäre und organisatorische Grenzen überschreitet. Das Kompetenzfeld der Mikro- und Nanoelektronik aus der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik verkörpert diesen interdisziplinären Charakter. Um hierfür Investitionen in modernste Geräte und Anlagen zu ermöglichen, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der „Forschungslabore Mikroelektronik Deutschland (ForLab)“ Fördermittel bereitgestellt. Im Forschungslabor Mikroelektronik Aachen für 2D-Elektronik (ForLab 2D-ForME) soll die Machbarkeit einer großflächigen Herstellung von 2D-Schichten gezeigt werden. Diese bestehen aus einzelnen Atomlagen in sich stabiler Kristalle und lassen sich – trotz unterschiedlicher Beschaffenheit – aufeinanderstapeln und zu komplexen (Hetero-)Schichtstrukturen aufbauen. Die hierfür benötigten und über das BMBF finanzierten Geräte werden im Zentrallabor für Mikro- und Nanotechnologie (ZMNT) aufgestellt. Das ZMNT ist der zentrale Reinraum an der RWTH Aachen und wird aktuell auf 2.000 m² verdoppelt.

Die Geräte in ForLab 2D-ForME werden nun durch eine scia Coat 200 komplettiert.

Die Anlage vereint verschiedene Betriebsmodi in einem System:

  • Ionenstrahlätzen sowohl mit Inertgasen (IBE) als auch mit Reaktivgasen (Reactive Ion Beam Etching – RIBE, Chemically Assisted Ion Beam Etching – CAIBE).
  • Ionenstrahlabscheidung ohne Nutzung der Assistquelle (Ion Beam Sputtering, IBS). Dabei kann ohne Vakuumunterbrechung zwischen 5 verschiedenen Targetmaterialien gewählt werden.
  • Ionenstrahlabscheidung mit Nutzung der Assistquelle (Dual Ion Beam Sputtering, DIBS) z. B. mit Sauerstoffzugabe oder zur Verdichtung der Schichten

Die scia Coat 200 überzeugt durch eine ausgezeichnete Homogenität für Beschichtungen auf Substraten mit bis zu 200 mm Durchmesser, wie z. B. 8-Zoll-Wafer oder beliebig geformte Substrate. Durch den Einbau eines optischen Emissionsspektrometer (OES) sowie eines Sekundärionen-Massenspektrometers (Secondary Ion Mass Spectrometer - SIMS) wird flexibel für alle Materialien eine exakte Endpunkt­erkennung der Ätzprozesse realisiert.

Die Anlage wurde im August an die RWTH Aachen ausgeliefert und soll dort vor allem für folgende Anwendungsgebiete eingesetzt werden:

  • Strukturierung von Multilagenstapeln für elektronische Bauelemente und Sensoren
  • Einstellen von definierten Seitenwandwinkeln bei MEMS und MOEMS
  • Erstellung von dreidimensionalen opto-elektronischen Mikrostrukturen
  • Ionenstrahlglätten zur Reduktion von Mikro-Rauheiten
  • Abscheidung von metallischen und dielektrischen Schichten für optische bzw. Sensoranwendungen

 

Wir danken der RWTH Aachen, dem Zentrallabor für Mikro- und Nanotechnologie (ZMNT), dem Institut für Halbleitertechnik (IHT) sowie dem Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik 1 (IWE1) für das entgegengebrachte Vertrauen und wünschen viel Erfolg bei der Erreichung weiterer Meilensteine in der 2D-Elektronik-Forschung.