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Im vorliegenden Buch wird die Technologie von hochintegrierten Schaltungen behandelt. Es werden zunächst sehr ausführlich und praxisnah die verschiedenen technologischen Verfahren und Einzelprozesse aus den Bereichen Lithographie, Schicht-, Ätz- und Dotiertechnik beschrieben. Danach folgen Beispiele für die Integration der Einzelprozesse zur Herstellung von CMOS-, Bipolar- und BICMOS-Schaltungen. Sowohl die Einzelprozesse als auch die Prozeßintegration sind anschaulich mit zahlreichen Bildern dargestellt. Das Buch vermittelt nicht nur eine gute Übersicht, sondern auch sehr detaillierte Informationen über den modernsten Stand der Technologie hochintegrierter Schaltungen, wie sie z.B. bei der Herstellung des dynamischen IMEGA-Bit-Speichers Anwendung findet. Darüber hinausgehende Entwicklungen, die in den Sub-Mikrometer-Bereich führen, werden ebenfalls beschrieben.
List of contents
1 Einleitung.- 2 Grundzüge der Technologie von Integrierten Schaltungen.- Literatur zu Kapitel 2.- 3 Schichttechnik.- 3.1 Verfahren der Schichterzeugung.- 3.2 Die monokristalline Siliziumscheibe.- 3.3 Epitaxieschichten.- 3.4 Thermische SiO2-Schichten.- 3.5 Abgeschiedene SiO2-Schichten.- 3.6 Phosphorglasschichten.- 3.7 Siliziumnitridschichten.- 3.8 Polysiliziumschichten.- 3.9 Silizidschichten.- 3.10 Refraktär-Metallschichten.- 3.11 Aluminiumschichten.- 3.12 Organische Schichten.- 3.13 Literatur zu Kapitel 3.- 4 Lithographie.- 4.1 Strukturgröße, Lagefehler und Defekte.- 4.2 Photolithographie.- 4.3 Röntgenlithographie.- 4.4 Elektronenlithographie.- 4.5 Ionenlithographie.- 4.6 Strukturerzeugung ohne Lithographie.- 4.7 Literatur zu Kapitel 4.- 5 Ätztechnik.- 5.1 Naßätzen.- 5.2 Trockenätzen.- 5.3 Trockenätzprozesse.- 5.4 Literatur zu Kapitel 5.- 6 Dotiertechnik.- 6.1 Thermische Dotierung.- 6.2 Dotierung mittels Ionenimplantation.- 6.3 Aktivierung und Diffusion von Dotieratomen.- 6.4 Diffusion von nichtdotierenden Stoffen.- 6.5 Literatur zu Kapitel 6.- 7 Reinigungstechnik.- 7.1 Verunreinigungen und ihre Auswirkungen.- 7.2 Reine Räume, Materialien und Prozesse.- 7.3 Scheibenreinigung.- 7.4 Literatur zu Kapitel 7.- 8 Prozeßintegration.- 8.1 Die verschiedenen MOS- und Bipolar-Technologien.- 8.2 Architektur der Gesamtprozesse.- 8.3 Transistoren in Integrierten Schaltungen.- 8.4 Speicherzellen.- 8.5 Mehrlagenmetallisierung.- 8.6 Detaillierte Prozeßfolge ausgewählter Gesamtprozesse.- 8.7 Literatur zu Kapitel 8.
Foreword
Halbleiter-Bauelemente beherrschen heute einen großen Teil
der Elektrotechnik. Dies äußert sich einerseits in
der großen Vielfalt neuartiger Bauelemente und andererseits
in mittleren jährlichen Zuwachsraten der Herstellungsstückzahlen
von ca. 20% im Laufe der letzten 20 Jahre. Ihre besonderen physikalischen
und funktionellen Eigenschaften haben komplexe elektronische Systeme
z.B. in der Datenverarbeitung und der Nachrichtentechnik ermöglicht.
Dieser Fortschritt konnte nur durch das Zusammenwirken physikalischer
Grundlagenforschung und elektrotechnischer Entwicklung erreicht
werden.
Um mit dieser Vielfalt erfolgreich arbeiten zu können und
auch zukünftigen Anforderungen gewachsen zu sein, muß
nicht nur der Entwickler von Bauelementen, sondern auch der Schaltungstechniker
das breite Spektrum von physikalischen Grundlagenkenntnissen bis
zu den durch die Anwendung geforderten Funktionscharakteristiken
der Bauelemente beherrschen.
Dieser engen Verknüpfung zwischen physikalischer Wirkungsweise
und elektrotechnischer Zielsetzung soll die Buchreihe "Halbleiter-Elektronik"
Rechnung tragen. Sie beschreibt die Halbleiter-Bauelemente (Dioden,
Transistoren, Thyristoren usw.) in ihrer physikalischen Wirkungsweise,
in ihrer Herstellung und in ihren elektrotechnischen Daten.
Um der fortschreitenden Entwicklung am ehesten gerecht werden
und den Lesern ein für Studium und Berufsarbeit brauchbares
Instrument in die Hand geben zu können, wurde diese Buchreihe
nach einem "Baukastenprinzip" konzipiert:
Die ersten beiden Bände sind als Einführung gedacht,
wobei Band 1 die physikalischen Grundlagen der Halbleiter darbietet
und die entsprechenden Begriffe definiert und erklärt. Band
2 behandelt die heute technisch bedeutsamen Halbleiterbauelemente
und integrierten Schaltungen in einfachster Form. Ergänzt
werden diese beiden Bände durch die Bände 3 bis 5 und
19, die einerseits eine vertiefte Beschreibung der Bänderstruktur
und der Transportphänomene in Halbleitern und andererseits
eine Einführung in die technologischen Grundverfahren zur
Herstellung dieser Halbleiter bieten. Alle diese Bände haben
als Grundlage einsemestrige Grund- bzw. Ergänzungsvorlesungen
an Technischen Universitäten.
W. Heywang und R. Müller
