Dünnschichten (Beschichtungen)

Ziel der Dünnschichttechnik ist die Herstellung von dünnen Schichten, die das physikalische Verhalten der eingesetzten Materialien und Oberflächen gezielt für die anwendungsspezifischen Anforderungen beeinflussen.

Leistungskatalog

Die jeweiligen Beschichtungs-Möglichkeiten sind stark anlagenabhängig.

  • Beschichtung von planaren Substraten mittels PVD (Sputtern oder Aufdampfen) oder CVD (Oxidation, PECVD)
  • Maximale Substratgrösse: bis 200 mm (anlagenabhängig)
  • Maximale Substratdicke: bis 2 mm (anlagenabhängig, dickere Substrate auf Anfrage)
  • Verfügbare Beschichtungsmaterialien: Metalle, Isolatoren (anlagenabhängig, zum Beispiel: Au, Sn, Al, Si, Pt, Ti, SiO2, SixNy, SixOy, SiOxNy ...)
  • Prozesstemperaturen: Raumtemperatur bis 400 °C (anlagenabhängig)
  • Schichtdicken: einige Nanometer bis 500 nm (anlagenabhängig, dickere Schichten auf Anfrage)

Typische Anwendungen

  • Elektroden und Leiterbahnen
  • Diffusionssperren und Haftvermittlung
  • Opferschichten für Sacrificial Layer Technology
  • Optische Coatings (Filter, Spiegel, ...)
  • Startschicht für Galvanikprozesse
  • Elektrische Isolation, Passivierung und Kratzschutz
  • Maskierung und Ätzstopp für Strukturierung (nass- und trockenchemisch)
  • Dekorative Dünnschichten

Beschreibung

Oft erfüllen dünne Schichten bzw. daraus hergestellte Strukturen mit Dicken von einigen Nanometern bis zu mehreren Mikrometern wesentliche Aufgaben innerhalb eines Mikrosystems. Die Herstellung erfolgt meist mit Hilfe der physikalischen (PVD) oder chemischen (CVD) Gasphasenabscheidung.

Die Prozessbedingungen, unter denen die Abscheidungen stattfinden, haben einen wesentlichen Einfluss auf die Schichteigenschaften. Zu diesen Randbedingungen zählt unter anderem die Substrattemperatur, Beschaffenheit der Substratoberfläche (z.B. Rauheit, Verunreinigungen), Prozessdruck, Abscheiderate, usw.

Die Schichteigenschaften können durch die Wahl der Beschichtungsmethode, und der innerhalb gewisser Grenzen variablen Prozessparameter, gezielt eingestellt werden. Zu den wichtigsten Schichteigenschaften zählen Schichtdicke, Morphologie, elektrische Leitfähigkeit, Brechungsindex, Oberflächenrauheit, chemische Resistenz, Pinhole-Dichte,…

Der Abscheideprozess dünner Schichten erfolgt oftmals nicht im thermodynamischen Gleichgewicht. Dadurch können Dünnschichten Eigenschaften entwickeln, die wesentlich vom Verhalten des Bulkmaterials abweichen.