Prozessschritte Halbleiter-Produktion

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    Überblick

    Wie wir im Kapitel über die Grundlagen gesehen haben, eröffnen sich die Anwendungen von Halbleitern z.B. durch Kombination von Bereichen unterschiedlicher Dotierung (wie bei der Diode) oder durch den Einfluss isolierender Trennschichten (unter anderem beim MOS-Feldeffekttransistor). Zur Erfüllung dieser Anforderungen werden bei der Produktion von Halbleiterbauelementen auf einem Grundsubstrat in Scheibenform, dem sogenannten Wafer, der Reihe nach verschiedene Schichten aufgetragen (dieses Vorgehen wird daher als Planartechnik bezeichnet). Diese werden jeweils mit sogenannten lithografischen Verfahren strukturiert. Damit entstehen die integrierten Schaltungen mit Leiterbahnen – die Halbleiter-Chips – für eine große Zahl von Bauteilen parallel. Diese werden daraufhin vereinzelt und in ein Gehäuse eingebracht.

    Es lassen sich also folgende Schritte zur Bauteilproduktion auflisten:

    Gewinnung des Halbleiter-Grundsubstrats und Herstellung von hochreinen Scheiben (den Wafern) mit möglichst ungestörtem Kristallgitter

    Bei der Weiterverarbeitung des Substrates fasst man folgende Prozesse als Front-End-Technologie zusammen:

    • Halbleiter-Schichtwachstum durch Abscheidungs- / Epitaxieverfahren
    • Dotierung durch Einbringen von Fremdatomen in die Halbleiterstruktur
    • Oxidation zur Herstellung isolierender Schichten in Form von Siliziumoxid
    • Metallisierung zur Herstellung der Kontakte und Leiterbahnen
    • Lithografie (Lackieren, Belichten, Ätzen) dient jeweils der Strukturierung der einzelnen Schichten

    Schließlich werden in den Prozessschritten der sogenannten Back-End-Technologie die Schaltungen vereinzelt (durch Sägen bzw. Ritzen und immer häufiger unter Einsatz von Lasern) und schließlich in das Bauteilgehäuse eingeschweißt.