Vorarlberg University
of Applied Sciences

Materialbeschichtung

Seit mehr als einem Jahrzehnt ist die Materialbeschichtung eine wesentliche Kernkompetenz an der FHV. Gerade das Trockenätzen mittels Deep Reaktive Ion Etching (DRIE) sowie die Beschichtung mittels Physical Vapor Deposition (PVD) sind wichtige Säulen unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeiten.

Trockenätzen, (D)RIE – (Deep) Reactive Ion Etching

Mit der DRIE – Anlage „AMS 100 i-Speeder“ von adixen können kleinste topografische Strukturen für die Mikro- und Nano-Systemtechnik hergestellt werden, bevorzugt auf Silizium-Wafern). DRIE beinhaltet sowohl chemische als auch physikalische Ätzmechanismen, deren jeweilige Anteile präzise gesteuert werden können, so dass isotrope (richtungsunabhängige) und auch anisotrope (gerichtete) Ätzungen möglich sind. Für die geometrische Strukturierung der Waferoberfläche sorgt eine vor Prozessbeginn lithographisch aufgebrachte Maskierung. RIE liefert auch bei sehr feinen Strukturen mit Abmessungen deutlich unterhalb 100 nm noch sehr gute Ergebnisse. DRIE (Deep Reactive Ion Etching) ist eine RIE-Modifikation für das Tiefätzen von Silizium („Bosch™ Prozess“). Mit dieser Methode lassen sich höchste Aspektverhältnisse erzielen.

Einige Anwendungsbeispiele:

Strukturen im Mikro- und Nanometerbereich für elektrochemische Biosensoren
Herstellung von Strukturen für Mikrofluidik-Systeme
Strukturen für mikro-elektromechanische Systeme (MEMS)

Herstellung von Stempeln für die Abformung mit Polymer-Werkstoffen (Abguss, Spritzguss)

Spezifikationen:

Wafergröße: 100 mm
Ätztiefe: max. 500 µm

Aspektverhältnisse (Breite / Tiefe): max. 1:60 (materialabhängig)
Auflösung: besser 100 nm (maskenabhängig)

Dienstleistungen:

Strukturierung von Wafern mittels RIE bzw. DRIE

Machbarkeits-Tests im Bereich Si-Strukturierung

Beschichtung (Physical Vapor Deposition – PVD)

Die PVD-Beschichtung ermöglicht die Abscheidung dünner Schichten mit Dicken von wenigen Nanometern bis zu wenigen Mikrometern auf verschiedensten – bevorzugt flachen („2D“) – Substraten und Oberflächen. Zur Durchführung der dazu erforderlichen, vakuumbasierten Prozesse stehen mit dem thermischen Aufdampfen und dem Sputtering (dt. „Kathodenzerstäubung“) am FZMT zwei Technologievarianten zur Verfügung, die hinsichtlich der Auswahl des Schichtmaterials sehr flexibel sind und so die Abscheidung einer breiten Vielfalt von Schichten ermöglicht.

Einige Anwendungsbeispiele:

Metallisierungen für Lift-off Prozesse
Startschichten für Galvanikprozesse
Maskierungen für RIE / DRIE Prozesse

Isolierende / dielektrische Schichten
Multi-Layer Schicht-Stacks aus unterschiedlichen Materialien

Spezifikationen:

Thermisches Aufdampfen – Balzers BAK 550

Verdampfungsquelle: 10 kW Elektronenstrahlverdampfer mit 4fach-Tiegel,
ermöglicht die Verdampfung nahezu jeden Materials.

Echtzeit-Monitoring der Schichtdicke mittels Schwingquarz-Oszillator (Genauigkeit besser 1nm)
Maximale Substratgröße: 160 x 160 mm (L x B), andere Größen + Formen nach Absprache
Prozesstemperatur: 50 – 200 °C
Schichtdicken: 5 nm – 500 nm

Sputtering – Oerlikon LLS EVO

Zweikammersputtersystem mit rezepturbasierter automatischer Prozesssteuerung
Substratvorbehandlung (Ausheizen bis zu 120 °C, Plasmareinigung) im Prozess möglich
5 Planarmagnetron Sputterquellen, Leistung: max. 5 kW pulsed DC (0 – 350 kHz)
Sputtermodi: Metallmodus (Ar als Prozessgas), Reaktivmodus (O2 oder N2 Zugabe)
Standardmäßig verfügbare Schichtmaterialien: Al, Cu, Ti, Ni, Si, Cr, Al2O3, TiO2, SiO2, Si3N4

Maximale Substratgröße: 150 x 250 mm (L x B), andere Größen + Formen nach Absprache
Prozesstemperatur: ≈ 50 °C während der Beschichtung
Schichtdicken: 10 nm – 1 µm