1989 – 1995

Datum der Promotion: 21.12.1995
[Diese Dissertation ist unter der ISBN 3-8265-1892-6 in der Reihe „Erlanger Berichte Mikroelektronik“ im Shaker-Verlag erschienen.]
Abstract: –

Datum der Promotion: 17.08.1995
[Diese Dissertation ist unter der ISBN 3-8265-1026-7 in der Reihe „Erlanger Berichte Mikroelektronik“ im Shaker-Verlag erschienen.]
Abstract: –

Datum der Promotion: 23.02.1995
[Diese Dissertation ist unter der ISBN 3-8265-0658-8 in der Reihe „Erlanger Berichte Mikroelektronik“ im Shaker-Verlag erschienen.]
Abstract: –

Datum der Promotion: 13.02.1995
[Diese Dissertation ist unter der ISBN 3-8265-0654-5 in der Reihe „Erlanger Berichte Mikroelektronik“ im Shaker-Verlag erschienen.]
Abstract: –

Datum der Promotion: 03.02.1994
Abstract: In dieser Arbeit wurden mehrere Modelle zur analytischen Beschreibung der Ionenimplantation vorgeschlagen. Dabei wurden die Reichweiteverteilungen separat in der vertikalen und in der lateralen Richtung betrachtet, denn als Ausgangsbasis zur Erarbeitung verbesserter Modellvorstellungen im mehrdimensionalen Raum diente der im Kapitel 4.3.2 erl�uterte Faltungsansatz. Die Komplexit�t der in dieser Arbeit angesprochenen Themen ist so gro�, da� neben einer zwangsweise knappen Darstellung der grundlegenden Sachverhalte gerade noch die drei Schwerpunkte ‚tiefenabh�ngige laterale Streuung‘, ‚Ionenreflexion‘ und ‚Mehrschichtmodelle‘ behandelt werden konnten. Besonderen Wert wurde dabei auf eine praxisbezogene Darstellung gelegt. Alle im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Modelle wurden besonders kritisch anhand von Borimplantationen getestet. Die (niederenergetische) p-Dotierung mit Bor wird u.a. zur Herstellung flacher pn �berg�nge f�r einen CMOS-Proze� ben�tigt.

Datum der Promotion: 21.01.1994
Abstract: –

Datum der Promotion: 15.10.1993
Abstract: –

Datum der Promotion: 30.07.1993
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Datum der Promotion: 23.12.1992
Abstract: Es wird für die Herstellung vergrabener Ioslierschichten der Einfluß der Hochtemperaturimplantation auf die Herstellung von SIMNI-Material (Separation by Implantation of Nitrogen) und SIMNOX-Material (Separation by Implantation of Oxygen) erstmals im Bereich von 600 Grad Cel bis 1180 Grad Cel näher betrachtet. Mit Hilfe eines neuen Scheibenheizsystems wurde das Ausheilen der Strahlenschäden während der Ionenimplantation optimiert. Es wurde so ausgelegt, daß erstmals auch eine Mehrfachtemperung zwischen einzelnen Implantationsschritten in der Implantationskammer durchgeführt werden konnte. Es wird die Optimierung der Herstellungsparameter wie Implantationstemperatur, Dosis, Energie und Temperung nach der Implantation vorgestellt. Es konnten ultradünne Siliciumschichten auf vergrabenem Nitrid mit einer für stickstoffimplantierte Proben bisher unbekannten Grenzflächenqualität hergestellt werden. Die elektrischen Eigenschaften von SOI-Schichten (Silicon on isolator) wurden anhand von MOS-Kapazitäten und MOS-Transistoren untersucht. Das SIMNIX-Material zeigte sich als dem SIMNOX-Material überlegen.

Datum der Promotion: 27.11.1992
Abstract: Bei der Belackung und Entwicklung im Rahmen der Photolithograhie in der Halbleitertechnik ist die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der auszuführenden Prozesse von Modulparametern und Prozessgrößen abhängig. Um kürzere Durchsatzzeiten in einer automatischen Lithographiearbeitszelle zu erreichen, soll eine in-situ-Lackdickenmessung und in-situ-Meßtechnik zur Endpunktdetektion der Bearbeitung entwickelt werden. Zunächst gibt man den Stand der optischen Lithographie und der zugehörigen Prozesse mit Positivlacken an (Einflussgrößen, Prozessparameter). Die Messung der Schichtdicke während der Schleuderbeschichtung wird durch die Weiterentwicklung eines Diodenzeilenspektrometers ermöglicht. Die Meßergebnisse können zur Regelung der Lithographiezelle benutzt werden (Lack als Newton-Flüssigkeit, Navier-Strokes Gleichung). Eine softwaremäßige Modifikation des aufgebauten Prototypen ermöglicht die in-situ-Reflexionsmessung zur Entwicklungsendpunktdetektion, dazu wurden Beispiele verschiedener Prozessschichten, Belichtungsdosen oder Heizzeiten angegeben.

Datum der Promotion: 20.11.1992
Abstract: Es wird die Herstellung und Charakterisierung unterschiedlich gefertigter Titansilicidschichten und Kobaltsilicidschichten beschrieben sowie die Überprüfung der elektrischen Kontakteigenschaften an silicidierten pn-Übergängen. Die Silicidschichten werden durch thermische und ionenstrahlinduzierte Silicidierung sowie bei Titansiliciden auch über Sputtern hergestellt, wobei der Einfluß natürlicher Oxidschichten und Verunreinigungen auf die Silicidbildung besonders berücksichtigt wird. Die Wechselwirkung von CO mit SiO2 wird ausführlich dargelegt. Weiterhin wird die Herstellung und Eigenschaften flacher silicidierter pn-Übergänge beschrieben. Das Leckstromverhalten von Dioden mit ionenstrahlgemischten TiSi2-Kontakten wird erklärt. Es wird ahbgeschätzt, welche Herstellungsmethoden sich für VLSI-Prozesse eignen. Es zeigt sich, daß ionenstrahlinduzierte Kobaltsilicidbildung mit Germanium eine geeignete Herstellungsmethode zur Bildung niederohmischer Kontakte darstellt.

Datum der Promotion: 28.09.1992
Abstract: Für das Niederdruck-CVD-Verfahren wird in diser Arbeit ein einfaches physikalisch-chemisches Modell zur Berechnung der Schichtkonformität und der Kantenbedeckung aufgestellt. Das Modell wird in ein neu entwickeltes Simulationsprogramm aufgenommen mit dessen Hilfe aus der Topographie und aus der jeweiligen Stärke des Absorptionsflusses, des Desorptionsflusses und des Reaktionsflusses die örtlich verschiedene Adsorbatkonzentration berechnet werden kann. Anhand von etwa einhundert Auswertungen von Untersuchungen an Teststrukturen unterschiedlicher Breite, die bei verschiedenen Temperaturen (370 Cel bis 570 Cel) sowie verschiedenen Abscheidedrücken und Prozessgasflüssen hergestellt wurden, wird ermittelt, unter welchen Annahmen eine genaue Wiedergabe der gemessenen Schichtdickenprofile durch das Simulationsmodell möglich ist.

Datum der Promotion: 23.03.1992
Abstract: Im Laufe der Arbeit entstand der Ausgangspunkt für ein komplettes Design eines Non-Punch-Through-IGBT. Der Entwurf des Oberseitenprozesses basiert auf dem physikalischen Effekt der Segregation. Das dynamische Verhalten von Strukturen mit verschiedenen Lebensdauerprofilen ist anhand von Abschalt- und Kurzschlußsimulationen untersucht worden. Die ausgenutzte Auswirkung des Segregationseffekts auf das Dotierprofil des DMOS-Transistors kann durch spezielle Prozessführung bei der Gateoxidation von feuchter Oxidation auf trockene wechseln. Zur Optimierung entstand ein spezielles Entwurfsverfahren. Die rechnergestützte Beurteilung erfolgte mit dem zweidimensionalen Bauelementesimualtor BAMBI. Sie umfaßt im wesentlichen die Abschätzung des Einrastlöcherstromes unabhängig von den Verhältnissen an der Bauelementrückseite. Zur Beurteilung des dynamischen Verhaltens des Bauelementes bei transienten Vorgängen ist der Einfluß der Drain-Gate-Kapazität mit einbezogen worden. Hierzu entstand ein Modell, das die kapazitive Kopplung der Ladung des Anreicherungskanals zum Gatepotential beschreibt und an Schaltungen gemessene Strom- und Spannungsverläufe erklären kann. Bei den durchgeführten Abschaltsimulationen konnte anhand einfacher Strukturen das Wesen des Schweifstromes erklärt werden. Wegen der sehr großen Überlegenheit der eindimensionalen gegenüber der zweidimensionalen Bauelementesimulation im Hinblick auf die Rechenzeit, ist eine Weiterentwicklung des dynamischen Eingangskreismodells zu wünschen.

Datum der Promotion: 20.02.1992
Abstract: Einen großen Anteil am Erfolg moderner Informationstechnologien haben zweifellos die verfügbaren Fetigungsverfahren, mit denen die benötigten integrierten Schaltungen in großen Stückzahlen und in hoher Präzision gefertigt werden können. Zunehmend werden zur Fertigungskontrolle und -optimierung Methoden der Prozeßmeß- und -regeltechnik eingesetzt, um den weiter steigenden Anforderungen an die Fertigungsqualität Rechnung zu tragen: Die fortschreitende Miniaturisierung der Bauelementestrukturen mit Schichtdicken, die zum Teil im Bereich nur einiger Atomlagen liegen, und Strukturbreiten von wenigen hundert Nanometern erfordert äußerst enge Fertigungstoleranzen. Bei einer gleichzeitig steigenden Anzahl von Fertigungsschritten muß eine annähernd 100 %ige Ausbeute des einzelnen Herstellungsschrittes angestrebt werden, damit eine wirtschaftliche Bauelementefertigung möglich ist.

Datum der Promotion: 16.09.1991
Abstract: In dieser Arbeit wurden Spannungseinflüsse auf das Wachstum von thermischem Oxid auf Silicium untersucht. Dabei wurde versucht, Probleme wie die Oxidation von Feldoxidschnäbeln unter einer Nitridmaske und die Oxidation von Gräben theoretisch zu beschreiben. Außerdem wurde Oxidation zylindrischer Strukturen betrachtet. Zur realistischen Beschreibung der Spannungen wurde ein viskoelastisches Modell für das mechanische Verhalten zugrundegelegt. Ferner wurde ein Programm von A. Seidl zur theoretischen Beschreibung von Experimenten weiterentwickelt sowie ein Programm zur Berechnung der Oxidation zylindrischer Strukturen entwickelt. Ein Vergleich der Simulation mit Experimenten zeigte, daß Messungen an zylindrischen Strukturen, Feldoxidschnäbeln und oxidierten Gräben weitgehend mit den Parametern Aktivierungsvolumina der Spannungsabhängigkeit der Reaktions- und Diffusionskonstante, Elastizitätsmodul des Nitrids und Zähigkeit des Oxids angepaßt werden können.

Datum der Promotion: 24.06.1991
Abstract: Die Ausheilversuche werden bei unterschiedlichen Temperaturen zwischen 550 Cel und 1250 Cel durchgeführt. Der Konzentrationsverlauf und die Menge der substitutionellen eingebauten Aluminiumionen ist abhängig von der Dosis. Die Ausscheidungsbildung hängt von der Energie und der Dosis der implantierten Aluminiumionen ab. Zwischen 900 Cel und 250 Cel ändern die Diffusionsprozesse am Ausscheidungsverhalten nichts mehr. Bei der höchsten Diffusionstemperatur von 1250 Cel bilden sich Hohlräume und Kanäle im Silicium. Es wird festgestellt, daß die Temperatur der Siliciumscheibe während der Implantation von erheblicher Bedeutung ist. In einem weiteren Versuch wird dazu im Ergebnis gezeigt, daß zur Bildung einer amorphen Schicht bis zur Problemoberfläche der Implantationsstrom bzw. die Stromdichte deutlich herabgesetzt werden muß, bei gleichzeitiger Kühlung der Siliciumscheibe. In dieser Arbeit werden verschiedene Prozessbedingungen vorgestellt, um die Bildung von Sekundärdefekten zu unterdrücken und um die elektrische Aktivierung von aluminiumimplantierten Silicium zu erhöhen. Es werden Verfahren aufgezeigt, die die Eigenschaften von Aluminium implantierten Silicium erheblich verbessern.

Datum der Promotion: 07.05.1991
Abstract: Da die Beschreibung des Diffusionsverhaltens bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen ein wichtiger Bestandteil der Prozeßsimulation ist, befasst sich diese Arbeit mit der Simulation der Diffusion von Dotieratomen in Silicium. Es wird ein Modell entwickelt, das die Berechnung von Konzentrationsverläufen ermöglicht und das darüber hinaus eine qualitative Deutung experimentell nachgewiesener Effekte erlaubt. Zur Überprüfung der Gültigkeit des Modells und Bestimmung des Anwendungsbereiches wird ein Vergleich von Simulationsresultaten und experimentellen Ergebnissen von Untersuchungen zur Diffusion von Phosphor und Arsen vorgenommen. Im Fall von Phosphor wird ein Parameteransatz angegeben, der auf bereits bekannten und teilunabhängig bestimmte Größen aufbaut.

Datum der Promotion: 16.04.1991
Abstract: –

Datum der Promotion: 01.02.1991
Abstract: Bei der Koimplantation von Sauerstoff- und Aluminiumionen entstehen noch verschleißfestere Oberflächen als nach der Einfachimplantation mit Aluminiumionen, aber keine chemisch inerten Oxidschichten. Die Verschleißfestigkeit und chemische Stabilität der durch Ionenimplantation hergestellten oxidhaltigen Schichten werden durch Reibversuche in trockenen Stickstoff oder Sauerstoff mit der konventionell erzeugten Oxidoberfläche verglichen. Als Stahlproben dienen austenitischer X10CrNiTi18 9 sowie ungehärteter 100Cr6, die Oxidation erfolgt bei 670 K in trockenem Sauerstoff. Die Untersuchung der Abriebsmechanismen im Labormaßstab erfolgt mit Modelltests, die bei geringem maschinellen Aufwand und innerhalb kurzer Versuchszeit Informationen über das Verschleißverhalten einer bestimmten Materialpaarung liefern. Nach Überprüfung der Mikrohärte und Korrosionseigenschaften sowie Struktur der Oberflächen wird abschließend eine Analyse des Oxidationszustandes der Oberfläche mit Hilfe der Photoelektronenspektroskopie und der Mößbauer-Spektrometrie vorgenommen.

Datum der Promotion: 24.09.1990
Abstract: Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines planaren Randabschluß-Systems mit einer Passivierung aus sauerstoffdotiertem, polykristallinem Silicium (SIPOS). Nach einer Untersuchung der Abscheidung und Strukturierung von Sipos-Schichten betrachtet man ein naßchemisches und ein Trockenätzverfahren zur Schichtstrukturierung. Es folgt eine Analyse der elektrischen Eigenschaften der Sipos-Schichten (Leitfähigkeit, Temperaturabhängigkeit, Sipos-Si-Grenzschicht). Zur Anwendung der Sipos-Schichten zur Passivierung von Leistungsbauelementen wurden Dioden mit einem planaren Randabschluß hergestellt (Sperreigenschaft, Dimensionierung des Randabschlußes).

Datum der Promotion: 23.02.1989
Abstract: Verschiedene numerische Methoden werden auf ihre Verwendbarkeit zur technologieunterstuetzenden Simulation der lokalen Oxidation von Silizium untersucht. Das Deal-Grove Modell wird auf zwei Dimensionen erweitert. Ein zur numerischen Simulation geeignetes Modell wird daraus entwickelt. Modelle fuer stressabhaengige Oxidation aus der Literatur werden untersucht. Die zur Loesung der Differentialgleichungen noetigen numerischen Verfahren werden zusammengestellt, getestet und erweitert. Ein experimentelles Verfahren zur Darstellung von Oxidquerschnitten wird erarbeitet. Experimente zur lokalen Oxidation werden durchgefuehrt. Es wird eine Programmstruktur entwickelt, die eine Erweiterung der zugrundeliegenden Modelle, den Aufbau einer komplexeren Geometrie, den Austausch numerischer Module und den Einbau in ein umfassendes Prozesssimulationsprogramm erleichtert.