Metallisierung

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  • Metallisierung

    So wie auf diskreten Schaltungen die einzelnen Bauelemente mit Verdrahtungen verknüpft werden, werden in integrierten Schaltungen die Komponenten mit Leiterbahnen direkt auf dem Chip verbunden. Außerdem muss schließlich eine Verbindung zu großflächigen Kontaktflächen („Pads“ genannt) hergestellt werden, von denen dann Kontakte aus dem Gehäuse geführt werden können.

    Dazu werden in der Planartechnik zunächst ganzflächig Metallschichten aufgebracht, die in darauf folgenden Schritten strukturiert werden. Bei der Wahl des Materials sind besonders folgende Punkte von Bedeutung:

    • Leicht realisierbare Abscheidung stabiler Schichten, sowie deren Strukturierung auf dem Substrat
    • Gute Leitfähigkeit
    • Gute Leitungseigenschaften des Übergangsbereichs zwischen Metall und Halbleiter, um eine Ladungsträgerinjektion mit geringer Verlustleistung zu erreichen
    • Für platzsparendes Chipdesign mit überlagerten und kreuzenden Leiterbahnen sollte das Aufbringen mehrere zueinander isolierter Schichten möglich sein
    • Das Anbringen von Bonddrähten zur Weiterführung der Kontakte aus dem Gehäuse sollte leicht möglich sein
    • Hohe Alterungsstabilität

    Den häufigsten Einsatz zur Metallisierung findet Aluminium, das die meisten der oben genannten Eigenschaften gut erfüllt, das allerdings relativ stark korrodiert und bei hoher Strombelastung starke Abnutzung erfährt (Siehe link: Elektromigration). Daher werden für viele Anwendungen auch Gold, Silber und Kupfer verwendet. Diese teureren Materialien benötigen zudem eine kompliziertere Prozessierung, da die Strukturierung aufwändiger ist, als bei Aluminium.