KOBRA - Kontaktierung von n-Typ polySi basierend auf Barriereschichten gegen Al-Eindiffusion; Teilvorhaben: Entwicklung eines PECVD-basierten Abscheideverfahrens von kontaktierbaren Barriereschichten

Abstract

Das Projekt KOBRA zielte auf die Entwicklung von Barriereschichten zur Kontaktierung von n-Typ poly-Silizium mit Aluminium-Pasten, wobei eine Eindiffusion von Aluminium in empfindliche Siliziumschichten verhindert wird. In der Projektlaufzeit von dreieinhalb Jahren wurden PECVD-basierte Prozesse zur Herstellung geeigneter Schichten untersucht, erprobt und schrittweise in Richtung industrieller Skalierbarkeit entwickelt. Hauptfokus lag auf der Prozessentwicklung für Titannitrid- (TiN x ) und Siliziumkarbid-Schichten (SiC x ), der Evaluation geeigneter Isolatoren für PECVD-Graphitboote und der Übertragbarkeit auf großtechnische PECVD-Anlagen. Während sich TiN x als prozess-technisch zu komplex und industriell möglicherweise unzuverlässig erwies, wurde SiC x als geeignete Barriereschicht identifiziert. Parallel wurde ein stabiler a-Si-PECVD-Prozess etabliert, die Isolatorentechnologie verbessert und mit großen Vertikalbooten ein signifikanter Schritt in Richtung industrieller Fertigung vollzogen. Die wichtigsten quantitativen Ergebnisse umfassen: - Maximale Abscheiderate kohlenstoffhaltiger Barriereschichten: bis zu 50 nm/min - Erfolgreiche Herstellung von a-Si/SiC/a-Si-Schichtstapeln ohne Vakuumbruch - Kontaktwiderstand < 50 mΩ·cm² (Uni Konstanz) - Kein messbarer (störender) Wasserstoffaustritt bei getemperten a-Si-Schichten (FTIR-Analyse) - Erfolgreiche Entwicklung eines großen, industriellen Vertikalbootes mit 336 Waferplätzen Die Projektziele wurden erreicht, einschließlich der Entscheidung für das zukunftsträchtige Materialsystem (Meilenstein M3). Eine kostenneutrale Verlängerung um 7 Monate ermöglichte den belastbaren Nachweis der Prozess- und Materialauswahl.