
Lithografie
Verändere das Potential der Steuer-Gate-Elektrode und finde heraus was passiert.
Erklärung:
Wie werden Leiterbahnen mit Licht hergestellt und was passiert bei extremer Miniaturisierung? Mit diesem Experiment kannst Du die optischen Abbildungsfehler überlisten um kleinste Leiterbahnen herzustellen.
Die optische Lithographie im Bereich der Halbleiterherstellung verwendet so genannte Masken. Diese sind eine Art Schablone der Leiterbahnen und Transistorstrukturen. Alles, was auf dem Chip hergestellt werden soll, ist als Metallschicht auf einem transparenten Trägermaterial vorhanden. Eine Lichtquelle durchleuchtet diese Maske, ähnlich einem Diaprojektor, der ein Dia durchleuchtet, und projiziert die Maske in verkleinerter Form auf die Chip-Oberfläche. Dort befindet sich zu diesem Zeitpunkt ein lichtempfindlicher Lack („resist“), dessen chemische Struktur sich während der Belichtung an den beleuchteten Stellen ändert.
Es gibt verschiedene Arten von Lacken: Entweder lassen sich die beleuchteten Stellen (Positiv-Lack) oder die unbeleuchteten Stellen (Negativ Lack) nachträglich chemisch entfernen. Die freiliegenden Stellen können dann nach Belieben behandelt werden, ohne die übrigen Stellen zu schädigen. Wird jedoch die Breite der Leiterbahnen klein gegenüber der verwendeten Beleuchtungs-Wellenlänge, kann man gemäß der Lehrbuch-Optik keine scharfen Abbildungen mehr erreichen. Wie ist es dann möglich, extrem kleine Strukturgrößen von 40 bis 50 nm auf dem Chip mit einer Beleuchtungswellenlänge von 193 nm (Ultraviolett) zu erzeugen, wie es in der heutigen Halbleiterindustrie der Fall ist? Dazu ist ein Trick notwendig: Es werden gezielt Zusatzstrukturen auf der Maske eingearbeitet, um die Abbildungsfehler auszugleichen. So erhält man mit den „verfälschten“ Schablonen die richtigen, gewünschten Strukturen auf dem Chip.
Wie werden Leiterbahnen mit Licht hergestellt und was passiert bei extremer Miniaturisierung? Mit diesem Experiment kannst Du die optischen Abbildungsfehler überlisten um kleinste Leiterbahnen herzustellen.
Die optische Lithographie im Bereich der Halbleiterherstellung verwendet so genannte Masken. Diese sind eine Art Schablone der Leiterbahnen und Transistorstrukturen. Alles, was auf dem Chip hergestellt werden soll, ist als Metallschicht auf einem transparenten Trägermaterial vorhanden. Eine Lichtquelle durchleuchtet diese Maske, ähnlich einem Diaprojektor, der ein Dia durchleuchtet, und projiziert die Maske in verkleinerter Form auf die Chip-Oberfläche. Dort befindet sich zu diesem Zeitpunkt ein lichtempfindlicher Lack („resist“), dessen chemische Struktur sich während der Belichtung an den beleuchteten Stellen ändert.
Es gibt verschiedene Arten von Lacken: Entweder lassen sich die beleuchteten Stellen (Positiv-Lack) oder die unbeleuchteten Stellen (Negativ Lack) nachträglich chemisch entfernen. Die freiliegenden Stellen können dann nach Belieben behandelt werden, ohne die übrigen Stellen zu schädigen. Wird jedoch die Breite der Leiterbahnen klein gegenüber der verwendeten Beleuchtungs-Wellenlänge, kann man gemäß der Lehrbuch-Optik keine scharfen Abbildungen mehr erreichen. Wie ist es dann möglich, extrem kleine Strukturgrößen von 40 bis 50 nm auf dem Chip mit einer Beleuchtungswellenlänge von 193 nm (Ultraviolett) zu erzeugen, wie es in der heutigen Halbleiterindustrie der Fall ist? Dazu ist ein Trick notwendig: Es werden gezielt Zusatzstrukturen auf der Maske eingearbeitet, um die Abbildungsfehler auszugleichen. So erhält man mit den „verfälschten“ Schablonen die richtigen, gewünschten Strukturen auf dem Chip.

Alle interaktiven Experimente im Überblick

Download-Versionen für alle Experimente
Im Labor-Archiv der Infothek findest Du alle Hintergrund-Infos zu den Laborthemen im PDF-Format sowie alle Experimente zum Download (PC).
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