Forschung
FBH-Forschung: 16.07.2010
- Neue E-Beam SB251 am FBH
- 150 nm T-Gate hergestellt mit Elektronenstrahllithographie
Im Juni 2010 wurde die neue Elektronenstrahl-Belichtungsanlage (E-Beam) SB251 der Firma VISTEC dem FBH termingerecht übergeben. Die Formstrahl-Anlage erlaubt Belichtungen mit einer Präzision von unter 50 nm auf bis zu 8-Zoll-Wafern und ist eines der zentralen Geräte für die Bauelementeentwicklung nach dem neuesten technologischen Stand.
Unter anderem wurde die Leistungsfähigkeit der Anlage für Gatetechnologien von Hochleistungstransistoren und für Gittertechnologien optoelektronischer Bauelemente nachgewiesen. Basierend auf der FBH-Technologie wurden durch Metall-Lift-off 50 nm breite Metallstreifen erzeugt und T-Gates mit 150 nm Fußbreite sicher nachgewiesen. Gitterstrukturen mit 70 nm Linienbreite ("lines and spaces") wurden mit einem Standard-Lackprozess des FBH erzeugt.
Vor dem Einbau der Ebeam mussten zunächst die anspruchsvollen Betriebsvoraussetzungen in Bezug auf Temperaturstabilität, elektromagnetische Wechselfelder und mechanische Schwingungen geschaffen werden. Dafür waren umfangreiche Umbauten im Herbst 2009 nötig: der Reinraum wurde stillgelegt um ein neues Fundament zu errichten und die Klimaanlage zu modernisieren. Geliefert wurde die Anlage Anfang Dezember 2009 und in den Reinraum eingebracht. Bereits im April 2010 war die SB251 vollständig betriebsbereit und wurde seitdem regelmäßig zum Belichten von Lithographiemasken eingesetzt.
FBH-Forschung: 24.06.2010
- Atmosphärische Plasmaquelle im Betrieb
- Innenleben der Plasmaquelle
Plasmen bei Atmosphärendruck stehen derzeit im Focus vieler Forschungsaktivitäten, da sie neue Anwendungsfelder im medizinischen und technischen Bereich erschließen können. Am FBH wurde zusammen mit der Aurion Anlagentechnik eine neue Mikrowellen-Plasmaquelle für den Betrieb bei Atmosphärendruck entwickelt. In diese Quelle ist der Mikrowellenoszillator integriert, der als verstärkendes Element einen beim FBH gefertigten GaN-Leistungstransistor enthält. Aufgrund des integrierten Konzeptes kann die Quelle kostengünstig gefertigt werden, weiterhin ist ein sicherer Betrieb ohne hohe Spannungen möglich.
Dieses ist derzeit die weltweit einzige Plasmaquelle, die einen GaN-Transistor für die Leistungserzeugung verwendet. Es wird eine Versorgungsspannung von nur 24 V benötigt, der Mikrowellenoszillator liefert eine Leistung von ca. 10 W an das Plasma. Das Mikroplasma im Inneren der Quelle erreicht eine Temperatur von mehr als 1200°C. Diese ist viel höher als z. B. bei Barriereentladungen und eröffnet interessante plasmachemische Anwendungen, dennoch ist die Temperatur im Behandlungsbereich außerhalb der Quelle kleiner als 60°C.
Schlüssel zum Erfolg war die Entwicklung von neuen Mikrowellen-Messverfahren, mit denen das nichtlineare und dynamische Impedanzverhalten der Plasmalast untersucht wurde. Dadurch konnte die Schaltung des Leistungsoszillators optimal ausgelegt werden.
Im Anschluss an die Optimierung mehrerer Prototypen wurde jetzt eine erste Pilotserie gefertigt. Nach dem Aufbau und der elektrischen Inbetriebnahme beim FBH wurden die Quellen bei Aurion quantitativ auf ihre Prozessfähigkeit hin vermessen. Dabei hat sich gezeigt, daß die Aktivierungsleistung hoch ist und die Serie eine geringe Streuung aufweist. Derzeit werden die Quellen zur Erprobung und Applikationsentwicklung an Anwender weitergegeben.