Materialtechnologien

Im Geschäftsfeldthema »Materialtechnologien« entwickeln wir Prozesse und Technologien zur Herstellung von wiederverwendbaren Wachstumsvorlagen aus Silizium und Germanium sowie für epitaktisch gewachsene Silizium- und Germanium- Wafer oder Folien. Das Ablösen der epitaktischen Schichten wird hierbei durch die elektrochemische Porosifikation eines Muttersubstrates ermöglicht. Dabei spielt neben den elektrochemischen Ätzparametern die Güte der Oberfläche des Muttersubstrates eine entscheidende Rolle für die Qualität des Endproduktes. Für die Präparation können sowohl rein chemische als auch chemisch/mechanische Prozesse verwendet werden. Nach dem Ätzen der mehrlagigen porösen Schicht in das Substrat findet eine thermische Reorganisation statt, bei der sich die Oberfläche der porösen Schicht schließt und sich eine mechanische Sollbruchstelle ausbildet. 

Anlagen und Prozesse für die Herstellung solcher Wachstumsvorlagen für Silizium und Germanium sind Teil unserer hervorragenden FuE-Infrastruktur am Fraunhofer ISE. Unsere FuE-Aktivitäten erstrecken sich über die komplette Prozessfolge: Substratauswahl, Oberflächenpräparation, Porosifikation, Ausheilen und Reorganisieren der porösen Schicht, epitaktisches Wachstum, Flächendefinition, Ablösen der Folien sowie über diverse Verfahren zum Kleben oder Bonden der Folien auf kostengünstige Substrate. Alle diese Verfahren werden im Hinblick auf hohe Durchsätze und geringe Kosten bei gleichzeitig hoher Materialqualität entwickelt. Unsere Kundinnen und Kunden sind sowohl Anlagenhersteller als auch Prekursorlieferanten und Anwenderinnen.

 

Arbeitsgebiete

Im Thema »Materialtechnologien« beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten:

Epitaxie von Si und Ge und SiGe

Elektrochemisches Ätzen von Halbleitern

Oberflächenpräparation und Ablösen

FuE-Infrastruktur

 

  • Mikroelektronik CVD-Reaktor für hochreine Si- und Ge-Epitaxie für bis M6 Substrate (PEPI)
  • Labor-CVD-Reaktoren für Si-Epitaxie (RTCVD100 / RTCVD160)
  • Labor-CVD-Reaktor für SiC-Abscheidung (ZS-RTCVD)
  • Mehrere Nasschemielabore zur Vorbereitung der Substrate und für Defektätzen
  • Elektrochemische Porosifikationsanlagen für 4“ bis 300 mm rund und 166x166 mm2
  • Temperöfen verschiedener Sauberkeitsklassen (H2-, Ar-, N2-Atmosphäre)
  • Flächendefinitions- und lift-off Equipment
  • Optische Mikroskope zur Oberflächenuntersuchung, automatischen Defektanalyse und Schichtdickenbestimmung

 

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

iPorSi

Entwicklung von nanoporösen Siliziumschichten mit einem in-line Verfahren

 

HighVolEpi

Hochdurchsatz Siliziumbasierte Schichten und Silizium-Epitaxie für die Photovoltaik