Ziel dieses Projekts ist die Erforschung und gemeinsame Entwicklung fortschrittlicher Nassätzverfahren für eine breite Palette neuartiger Halbleitermaterialien, die für Anwendungen der nächsten Generation in den Bereichen Photonik, MEMS, Quantentechnologien und Bauelemente mit großer Bandlücke (WBG) relevant sind.
Das Projekt zielt darauf ab, eine hochmoderne Kompetenz im Bereich der Nassverarbeitung aufzubauen, die eine Batch-Verarbeitung mit hohem Durchsatz und hoher Gleichmäßigkeit unter präziser Steuerung der Chemikalienzufuhr, der Temperatur und der Prozessbedingungen ermöglicht.
Zu den Zielmaterialklassen gehören (unter anderem):
- Ferroelektrische und elektrooptische Materialien (z.B. Lithiumniobat, AlN)
- Halbleiter mit großer Bandlücke (z.B. SiC, GaN)
- Piezoelektrische und MEMS-Materialien (z.B. AlScN, PZT)
- Neue Quantenmaterialien (z.B. Dünnschichten, defektmanipulierte Materialien)
- Fortschrittliche dielektrische und photonische Materialien (z.B. TFLN, Ge)
Zu den wichtigsten Herausforderungen gehören:
- Erreichen einer hohen Ätzgleichmäßigkeit und Wiederholbarkeit im Batch-Maßstab
- Steuerung der Ätzselektivität über heterogene Materialstapel hinweg
- Minimierung der Oberflächenrauheit und von Schäden unter der Oberfläche, die für die optische und Quantenleistung entscheidend sind
- Beherrschung komplexer chemischer Prozesse und Reaktionskinetik für neue Materialien
- Ermöglichung einer flexiblen Verarbeitung mehrerer Materialien auf einer einheitlichen Plattform
- Reduzierung des Chemikalienverbrauchs und der Umweltbelastung
Der Arbeitsumfang kann Folgendes umfassen:
- Bereitstellung, Installation und Inbetriebnahme fortschrittlicher Anlagen für die nasschemische Batch-Verarbeitung im SAL-Reinraum durch den Projektpartner.
- Forschung und gemeinsame Entwicklung von Nassätzprozessen für verschiedene neue Materialsysteme
- Optimierung der Prozessparameter (chemische Zusammensetzung, Temperatur, Strömungsdynamik, Waferhandhabung)
- Material- und Oberflächencharakterisierung (Ätzrate, Selektivität, Morphologie, Defektdichte)
- Entwicklung integrierter Prozessmodule (Ätzen, Reinigen, Oberflächenkonditionierung)
- Implementierung von Prozesssteuerungsstrategien (z. B. Endpunktdetektion, Inline-Überwachung)
- Integration in Fertigungsabläufe für Bauelemente in den Bereichen Photonik, MEMS, Quanten- und WBG-Anwendungen
- Korrelation der Prozessbedingungen mit der Leistung und Zuverlässigkeit auf Bauelementebene
Das Projekt ist als gemeinsames Entwicklungsprojekt strukturiert, bei dem Gerätehersteller eingeladen werden, gemeinsam skalierbare Prozesslösungen zu erforschen, zu entwickeln und zu validieren.
