Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetalloxidschichten für Halbleiterbauteile

Mit zunehmender Miniaturisierung mikroelektronischer Bauteile steigen die Anforderungen an die in der Halbleiterindustrie benötigten Transistoren. Eine besondere Herausforderung ist die Herstellung von dünnen Isolationsschichten bei den Feldeffekttransistoren, den sogenannten MOSFETs – Metall-Oxid-Halbleiter Feldeffekttransistoren. Im Institut für reine und angewandte Chemie der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg wurde ein Verfahren entwickelt, dass die Abscheidung hochreiner Metalloxidschichten z. B. auf Siliziumdioxid-Oberflächen ermöglicht. Der Prozess verläuft bei relativ geringen Temperaturen und benötigt keine besonderen Vorkehrungen bezüglich Reinheit, Vakuum, etc. Je nach Wunsch und Anwendungsgebiet können sowohl extrem glatte, als auch unterschiedlich poröse Schichten in hoher Reinheit hergestellt werden.

Derzeit können sehr reine Schichten aus Seltenerd-Oxiden (Lanthanoxid und Neodymoxid) von weniger als 10 nm sowie poröse Strukturen der Oxide mit Schichtdicken von etwa 250 nm erzeugt werden. Diese können als haftungs- oder funktionsvermittelnde Zwischenlagen auf verschiedene Bauteile aufgebracht werden. Die Oxide der Seltenerdmetalle sind hierfür besonders geeignet, da sie über eine große Bandlücke (> 5eV) sowie eine hohe dielektrische Leitfähigkeit (relative Permittivität von 20-40) verfügen.

Niedrige Zersetzungstemperaturen der eingesetzten Vorläufermoleküle ermöglichen milde und energieeffiziente Prozessbedingungen. Durch ihre einfache Anwendbarkeit kann die vorgestellte Technologie unproblematisch in standardisierten Industrieprozessen eingesetzt werden.

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Dr. Lieselotte Riegger

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