NMOS-Prozess

Dieses Applet zeigt den prinzipiellen Ablauf eines NMOS-Prozesses am Beispiel der Herstellung eines n-Kanal Feldeffekttransistors. Der Anschaulichkeit halber sind nicht alle Prozessschritte im Einzelnen gezeigt und die Darstellungen sind zum Teil grob vereinfacht.

archive="ImageBrowser.jar" code="ImageBrowser.ImageBrowser1.class" alt="Hinweis: Zur Darstellung des Applets ist ein Java-fähiger Webbrowser mit aktiviertem Java erforderlich." width="410" height="444" align="middle"> Darstellung des Applets ist ein Java-fähiger Webbrowser mit aktiviertem Java erforderlich. value="23" /> value="./NMOS_images/" /> value="Animation" /> value="gif" /> value="400" /> value="258" /> value="Herstellung des Gateoxids" /> value="Herstellung der Gate-Elektrode" /> value="Herstellung von Source und Drain" /> value="Herstellung der Kontakte" /> value=" Zum Aufbringen des Gateoxids auf das Halbleitergrundmaterial (Silizium) werden Sauerstoffmoleküle bei hoher Temperatur über das Silizium geleitet. Bei dieser so genannten thermischen Oxidation reagiert der Sauerstoff mit dem Silizium zu Siliziumoxid, welches gleichmäßig in beide Richtungen wächst." /> value=" Um die Oberfläche des Halbleiters strukturieren zu können, wird eine dünne Schutzschicht aus Siliziumnitrid und darüber eine Schicht lichtempfindlichen Fotoresists aufgebracht."/> value=" Anschließend wird der Wafer mit einer Fotomaske (Maske I) abgedeckt, einer teilweise mit Chrom beschichteten Glasplatte, die Licht nur an den nicht beschichteten Stellen hindurchlässt."/> value=" Bei der anschließenden Belichtung gelangt das Licht daher nur an die nicht abgedeckten Bereiche des Wafers. Durch das Licht verändert sich die chemische Struktur des Fotoresists (dunkle Bereiche) ..."/> value=" ... und nach dem Entfernen der Maske ..."/> value=" ... können der chemisch veränderte Fotoresist sowie die Siliziumnitridschicht weggeätzt werden."/> value=" Bei der erneuten thermischen Oxidation wächst die Oxidschicht daher nur an den nicht mit einer schützenden Schicht abgedeckten Bereichen auf. Die entstandene dicke Oxidschicht an den Rändern dient als elektrische Isolation zu den - hier nicht dargestellten - benachbarten Bauteilen."/> value=" Der nun nicht mehr benötigte Fotoresist kann nun vollständig entfernt werden."/> value=" Für den nächsten Prozessabschnitt wird Polysilizium abgeschieden, das Material, aus dem die Gateelektrode des Feldeffekttransistors besteht."/> value=" Zur Strukturierung der Gateelektrode erfolgt zunächst wieder das Aufbringen von lichtempfindlichem Fotoresist, ..."/> value=" ... der mit einer weiteren Maske (Maske II) belichtet wird."/> value=" Nach dem Entfernen der Maske und dem Ätzen des chemisch veränderten Fotoresists ..."/> value="... kann das Polysilizium an den Stellen, die nicht mit einer schützenden Fotoresistschicht abgedeckt sind, weggeätzt werden. Der Fotoresist dient hierbei als Ätzmaske."/> value=" Danach kann der Fotoresist vollständig entfernt werden."/> value="Der nächste Prozessabschnitt ist die Herstellung der Drain/Source-Gebiete durch Implantation von Ionen. Hierbei dient das Polysilizium-Gate als Maske. Die Implantation erfolgt somit exakt links und rechts der Gateelektrode, ohne dass ein eigener Maskenschritt erforderlich ist. Dieser Prozess ist daher selbsjustierend und erlaubt Strukturabmessungen im Bereich von Bruchteilen eines Mikrometers."/> value=" Im nächsten Prozessschritt wird Oxid abgeschieden..."/> value="... und lichtempfindlicher Fotoresist aufgebracht."/> value="Es erfolgt ein weiterer Maskenschritt (Maske III), bei dem die Stellen belichtet werden, an denen später die Kontakte entstehen sollen."/> value="Nach dem Entfernen des chemisch veränderten Fotoresists ..."/> value=" ... kann das Oxid an den Stellen weggeätzt werden, die nicht duch Fotolack abgedeckt sind."/> value="Nach dem vollständigen Entfernen des Fotoresists ..."/> value=" ... wird der Wafer durch einen Sputterprozess mit Metall bedampft ... "/> value=" ... und der Wafer planarisiert, so dass das überschüssige Metall entfernt wird. Es verbleibt der fertige Transistor mit den Anschlüssen für Drain, Source und Gate."/>