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In der Halbleiterindustrie spielt die Fehleranalyse von defekten Bauteilen eine bedeutende Rolle. Damit Bauteile, zum Beispiel mittels Infrarotspektroskopie, auf Fehler untersucht werden können, muss als Vorpräparation dienender Arbeitsschritt realisiert werden. Mit Hilfe von Ultrakurzpulslaser wird das Substratmaterial (Silizium) eines integrierten Schaltkreises, ohne nennenswerte Schädigung der umliegenden Strukturen, auf wenige Mikrometer abgedünnt. Die fertigungsbedingte Biegung des Siliziums muss dabei berücksichtigt werden.
In dieser Bachelorarbeit werden die Prozessparameter Pulsenergie und Pulsabstand von verschiedenen Ultrakurzpulslasersystemen, sowie die Größe der abzutragenden Fläche, auf deren Einfluss auf die Ablationsrate untersucht und anschließend dargestellt. Diese ermittelten Daten geben die Basis für eine Berechnung des Materialabtrages, welche zur Optimierung des o.g. Arbeitsschrittes dienen soll. Zeit- und kostenintensive Vortests zur Abtragsrate sollen damit entfallen.
Mit vorliegender Bachelorarbeit soll die grundlegende Durchführbarkeit der Erzeugung von Oberflächen mit geringer Rauheit und einer konstanten Restdicke auf Substratschichten von Halbleiterbauelementen untersucht werden. Die Halbleitermaterialien Silizium und Siliziumkarbid sind die untersuchten Werkstoffe. Als Laserquelle dient ein Ultrakurzpulslaser, der im Pulsbetrieb arbeitet oder Pulse in Form von Pulszügen ausgeben kann. Zusammenhänge zwischen Anzahl der Pulse im Pulszug und der Oberflächenrauheit werden dabei erarbeitet. Nach der Bearbeitung der Halbleiterchips von der Rückseite aus, soll eine Analyse mittels bildgebenden Verfahren, der auf der Substratvorderseite angeordneten elektronischen Mikrostrukturen durchführbar sein.
Für dieses Ziel wurden Abtragversuche an Halbleitermaterial ohne elektronische Funktion vor der eigentlichen Bearbeitung der Halbleiterbauelemente durchgeführt und ausgewertet. Über die Variation der Prozessparameter mittlere Laserleistung, Pulsabstand, Linienabstand und Anzahl der Pulse im Pulszug wurde eine optimale Abtragstrategie ermittelt, um ein Oberfläche mit möglichst geringer Rauheit zu generieren. Die gewonnenen Erkenntnisse, können als Grundlage für die Präparation defekter Halbleiterbauelemente mittels Laserstrahlung, für die Fehleranalyse angesehen werden.