Im Rahmen der Vortragsreihe zum 50-jährigen Jubiläum des Fachbereichs Physik der Universität Aveiro veranstaltete PhotonExport eine technische Sitzung zu Abscheidungstechnologien in der Halbleiterfertigung. An der Veranstaltung nahmen mehr als 30 Vertreter aus Wissenschaft und Industrie teil.
Die Session bot einen strukturierten Überblick über Dünnschichtabscheidungsprozesse (Thin Films), die eine zentrale Rolle in der modernen Mikroelektronik und bei der Weiterentwicklung fortschrittlicher Bauelementarchitekturen spielen.
Dünnschichten als Grundlage der Mikroelektronik
Dünnschichten mit Dicken im Nanometer- bis Mikrometerbereich sind entscheidend für die elektrische Leistungsfähigkeit, Miniaturisierung und Zuverlässigkeit moderner Mikrochips.
Zu den wichtigsten Anwendungen zählen:
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Gate-Oxide (SiO₂ / HfO₂) im Bereich von 1–5 nm
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Diffusionsbarrieren (TiN / TaN) zwischen 5–50 nm
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Interlayer-Dielektrika (100–200 nm)
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Metallisierungsschichten
Die nanometergenaue Kontrolle dieser Abscheidungsprozesse ist essenziell für Dimensionskontrolle, Energieeffizienz und Langzeitstabilität von Halbleiterbauelementen.
PhotonExport stellte zudem sein Portfolio an Materialien und Substraten vor, darunter Saphir, Silizium-Wafer, Sputtertargets und Verdampfungsmaterialien, die sowohl Forschungs- und Entwicklungsumgebungen als auch Pilotfertigungen unterstützen.
Von FEOL bis BEOL: Abscheidung entlang der Wertschöpfungskette
Die Präsentation erläuterte die Unterscheidung zwischen:
Front-End of Line (FEOL) – Phase der Transistorbildung (z. B. MOSFET, FinFET, GAAFET), einschließlich Oxidation, dielektrischer Abscheidung, Dotierung, Lithografie und Ätzprozessen.
Back-End of Line (BEOL) – Phase der elektrischen Verschaltung von Millionen oder Milliarden Transistoren mittels Metalllagen, Barrieren und Dielektrika.
Dieser Überblick verdeutlichte die strategische Rolle der Abscheidungstechnologien innerhalb des industriellen Fertigungsprozesses.
Vergleich zentraler Abscheidungstechnologien
Im Fokus standen drei Kerntechnologien:
ALD – Atomic Layer Deposition
Ein zyklischer, selbstlimitierender Prozess mit hoher Konformalität und atomarer Schichtkontrolle, besonders geeignet für Strukturen mit hohem Aspektverhältnis (Aspect Ratio, AR).
PVD – Physical Vapor Deposition
Einschließlich Magnetronsputtern und Elektronenstrahlverdampfung, weit verbreitet in Forschung, Entwicklung und industrieller Produktion für Metalle, Oxide und Nitride.
CVD – Chemical Vapor Deposition (LPCVD, PECVD, MOCVD)
Ermöglicht Batch-Prozesse (25–50 Wafer) mit hoher Schichtuniformität und exzellenter Materialqualität.
Besonders hervorgehoben wurde die Herausforderung, Strukturen mit hohem Aspektverhältnis ohne Hohlraumbildung (Voids) zu füllen – ein zentrales Thema bei dreidimensionalen Bauelementarchitekturen.
Industrielle Anforderungen und Nachhaltigkeit
Die Halbleiterindustrie ist durch hohe Investitionsvolumina, Reinraumumgebungen mit strenger Partikelkontrolle und mehrwöchige Prozesszyklen pro Wafer gekennzeichnet.
PhotonExport betonte zudem nachhaltige Lösungen wie das Recycling und die Wiederaufbereitung von Sputtertargets und unterstrich damit die Bedeutung ressourcenschonender Prozesse in der technologischen Wertschöpfungskette.
Portugal im europäischen Halbleiter-Ökosystem
Zum Abschluss wurde die Position Portugals im europäischen Halbleiter- und Mikroelektronik-Ökosystem reflektiert. Obwohl das Land keine großskaligen Fertigungsanlagen (Fabs) betreibt, verfügt es über relevante Kompetenzen in den Bereichen Chip-Design, technologische Entwicklung, Software, akademische Forschung sowie Reinraum-Infrastrukturen für Prototyping und Tests.
In einer strukturell zyklischen Branche, die von Anwendungen in künstlicher Intelligenz, digitaler Gesundheit und fortschrittlicher Elektronik getrieben wird, sind verstärkte Investitionen in Forschung und Entwicklung, die Ausbildung spezialisierter Fachkräfte sowie eine enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie entscheidend für die Stärkung der nationalen Wettbewerbsfähigkeit innerhalb der globalen Halbleiter-Wertschöpfungskette.
