Stories|Hochenergie-Ionenimplantation als Foundry-Service für weltweite Leistungshalbleiterindustrie

Hochenergie-Ionenimplantation als Foundry-Service für weltweite Leistungshalbleiterindustrie

Neue Materialien und -analyse

Hi-Acts Success Story Ionenimplantation am HZDR

Spin-off für mehr Kooperationen mit der Halbleiterindustrie

Das Ionenstrahlzentrum (IBC) am HZDR mit seinen rund 40 Experimentierplätzen hat eine langjährige Expertise im Bereich der Ionenimplantation, Ionenstrahlmodifikation und der Ionenstrahlanalytik. Diese Verfahren sind vor allem in der Mikroelektronik wichtig, um Materialien zu verbessern. Mit der Ausgründung der HZDR Innovation GmbH als Technologietransfer-Unternehmen hat das HZDR den Zugang zu diesen Technologien für Industriepartner erheblich erleichtert.

Bei der Ionenimplantation wird ein Grundmaterial im Hochvakuum mit beschleunigten Ionen beschossen, um diese in das Material einzubringen und so dessen (meist elektrische) Eigenschaften zu verbessern. Für diesen Beschuss braucht es große Beschleunigeranlagen. Verwendet wird das Verfahren vor allem in der Halbleitertechnik.

Doch nicht jedes Unternehmen verfügt über die notwendige, sehr kostspielige Beschleunigertechnologie. Das HZDR jedoch betreibt mit dem IBC das größte und modernste Ionenstrahlzentrum Europas. Und es bietet Industrieunternehmen an, dort Strahlzeit zu nutzen, um ihre Materialien durch Ionenimplantation zu verbessern. Speziell zu diesem Zweck wurde die HZDR Innovation GmbH (HZDRi) ausgegründet: Sie berät interessierte Industriepartner individuell, konzipiert gemeinsame Projekte zur Erforschung und Entwicklung neuer oder verbesserter Materialien und vermittelt Zugriff auf entsprechende Fachleute und Hochtechnologie. Auch eine Kleinserienherstellung ist durch einen Schichtbetrieb möglich. Die IBC-Anlagen arbeiten in einem breiten Energiebereich und decken neben den typischen Standardenergien insbesondere auch die Hochenergie-Ionenimplantation ab. Die Ionenquellen erlauben eine große Auswahl verfügbarer Ionenspezies, die einen großen Teil des Periodensystems abdeckt.

In vielen Fällen geht es um die Herstellung neuartiger Chips für die Halbleitertechnik. Je nach Geometrie und Eigenschaften der Wafer ist am IBC ein manuelles oder halbautomatisches Waferhandling verfügbar. Das manuelle Handling ist im Besonderen für dünne und fragile Wafer geeignet. Das Kassetten-basierte System erlaubt die Prozessierung von kleinen Proben und Bauteilen bis hin zu 200mm-Wafern. Das Handling von Standardwafern mit hohem Durchsatz übernimmt ein Roboter.

Die Kooperation zwischen HZDR und HZDRi erleichtert also anderen Industrieunternehmen aus der Mikroelektronik den Zugang zu einzigartiger Technologie, um ihre Materialien zu verbessern und so mit den immer größeren Ansprüchen an moderne Elektronik mitzuhalten. Die Gesellschaft profitiert durch leistungsfähigere Computer und elektrische Geräte, die in diesem Zuge auch energieeffizienter werden.