Die elektrische Charakterisierung von Dünnschichten erfordert in der Regel eine Abfolge zusätzlicher Verarbeitungsschritte nach der Abscheidung, darunter Photolithografie, Musterübertragung und Maskenentfernung. Diese Schritte erhöhen den Zeitaufwand und die Komplexität und können die Kompatibilität mit bestimmten Materialien einschränken.
Die neue eingebettete Silizium-Teststruktur von Chipmetrics führt einen Messansatz im Lift-off-Stil ein, der diese Anforderungen vollständig umgeht.
Mit der Chipmetrics-Struktur können Forscher innerhalb von Minuten direkt von der Abscheidung zur Messung übergehen.
Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
- Keine Photolithografie oder Ätzung erforderlich
- Kompatibel mit praktisch jedem Dünnschichtmaterial
- Sofortige elektrische Prüfung nach der Abscheidung
- Anpassbare Layouts für anwendungsspezifische Messungen
Durch den Wegfall mehrerer Fertigungsschritte reduziert die Struktur den Zeitaufwand für die Erfassung elektrischer Daten während der Dünnschicht-Prozessentwicklung erheblich.
Nachgewiesene Messfähigkeit
Die elektrische Teststruktur wurde in Zusammenarbeit mit der TU Dresden, Professur für Nanoelektronik (Prof. Martin Knaut), validiert.
In ersten Experimenten wurde die Struktur verwendet, um die elektrischen Eigenschaften eines 8,7 nm dicken PEALD-TiN-Films zu messen, der auf 46 nm Al²O³ abgeschieden wurde, wobei eine Vierpunkt-Sonden-Messkonfiguration zum Einsatz kam.
Diese Tests bestätigten, dass die Struktur eine genaue Messung von Schichtwiderstand und spezifischem Widerstand ermöglicht, was ihre Eignung für die Charakterisierung fortschrittlicher Dünnschichten belegt.
Breites Spektrum an elektrischen Charakterisierungsmöglichkeiten
Die Teststruktur unterstützt eine Vielzahl elektrischer Messungen, darunter:
- Schichtwiderstand und spezifischer Widerstand
- Kontaktwiderstand
- Hall-Koeffizienten-Messungen
- Temperaturkoeffizient des Widerstands (TCR)
- Magnetowiderstand
- Elektromigrationsprüfung
IV-Linearität und Charakterisierung der Eigenerwärmung
Diese Vielseitigkeit macht die Struktur sowohl für akademische Forschungsumgebungen als auch für Labore zur Halbleiterprozessentwicklung wertvoll.
Beschleunigung der Material- und Prozessentwicklung
Da Halbleiterbauelemente immer weiter verkleinert werden und neue Materialien eingeführt werden, gewinnt ein schnelles elektrisches Feedback zunehmend an Bedeutung.
Durch den Wegfall von Strukturierungsschritten nach der Abscheidung ermöglicht die Chipmetrics-Teststruktur Forschern, die elektrische Leistung neuer Materialien und Abscheidungsprozesse schneller als je zuvor zu bewerten.
Über Chipmetrics
Chipmetrics Oy entwickelt und liefert Messtechniklösungen für Fertigungsprozesse in der Halbleiterindustrie, wobei der Schwerpunkt auf innovativen Messchips und ALD-Messdienstleistungen liegt. Das Hauptprodukt ist der PillarHall®-Messchip zur nahezu sofortigen Messung der Konformität von Dünnschichtprozessen. Das 2019 gegründete Unternehmen hat seinen Hauptsitz in Joensuu, Finnland, und beschäftigt Mitarbeiter sowie Vertriebspartner in Japan, Südkorea, den USA und Deutschland.
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Weiterführende Links
👉 www.chipmetrics.com
Foto: TU Dresden
