Lehrbuch Mikrotechnologie

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1 Sabine Globisch et al. Lehrbuch Mikrotechnologie für Ausbildung, Studium und Weiterbildung

2 Inhaltsverzeichnis 1 Arbeitswelt der Mikrotechnologinnen und Mikrotechnologen Die Geschichte der Mikrotechnologie Anwendungsgebiete der Mikrotechnologie Tätigkeitsbereiche von Mikrotechnologinnen und Mikro technologen Anforderungen an Mikrotechnologinnen und Mikrotechnologen Die duale Berufsausbildung Die grundlegenden Ziele der Ausbildung Die Verantwortung für die Ausbildung Weiterbildungsmöglichkeiten für ausgebildete Mikrotechnologinnen und Mikrotechnologen Aufgabenpool Werkstoffe in der Mikrosystemtechnik Einführung Silicium Herstellung von Reinstsilicium inklusive Kristall züchtung, Herstellung von elementarem Silicium/Metallurgi cal Grad Silicon (MGS) Waferherstellung Geometrie der Festkörper Kristallgitter Kristallfehler Chemisches Verhalten von Silicium und seinen Verbindungen Verbindungshalbleiter Metallische Werkstoffe Verschiedene Arten der Metalle Physikalische Eigenschaften Amorphe Werkstoffe Kunststoffe Herstellung von Kunststoffen... 67

3 8 Inhaltsverzeichnis Eigenschaften von Kunststoffen Anwendungen von Kunststoffen Keramiken Gläser Aufgabenpool Leitungsvorgänge in ausgewählten Werkstoffen Spezifischer Widerstand und elektrische Leitfähigkeit Eigenleitfähigkeit und Störstellenleitung Bändermodell Aufgabenpool Aufbau und Funktionsweise elektrischer und elektronischer Bauelemente Elektrische Widerstände Kondensator Spulen Dioden Bipolare und unipolare Transistoren Bipolare Transistoren Unipolare Transistoren Speicherzellen Operationsverstärker (OP) Solarzellen Aufgabenpool Bedingungen für die Fertigung Reinraumtechnik Partikel Reinraumklassen Grundlagen Reinraumaufbau Verhalten im Reinraum Reinraumbekleidung Reinraumluftversorgung und -entsorgung Klimatechnik und ihre Komponenten Prozessfortluftsysteme Ver- und Entsorgung

4 Inhaltsverzeichnis Reinstmedientechnik Neutralisation Vakuumtechnik Umgang mit Gefahrstoffen ESD Aufgabenpool Qualitätsmanagement Worum geht es beim Qualitätsmanagement? Definitionen Denken in Prozessen und kontinuierliche Verbesserung Wofür Qualitätsmanagement? Das QM-System Regelwerk zur Erfüllung der Qualitätsanforderungen Dokumentation des QMS Die Norm als Messlatte Überprüfung der Wirksamkeit durch Audits Zertifizierung eines QMS QM beim Management von Ressourcen Personelle Ressourcen Prüfmittelüberwachung QM in der Produktion Prozessplanung Prozessentwicklung Prozesskontrolle Gesamtprozess Lenkung fehlerhafter Produkte Korrekturmaßnahmen und Kundenreklamationen Q-Werkzeuge zur Vorbeugung Ursache-Wirkungs-Diagramm Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) Q-Zirkel und Co A-Aktion Q-Werkzeuge zur Datenauswertung Datensammelblatt

5 10 Inhaltsverzeichnis Histogramm Pareto-Diagramm Q-Werkzeug zur Prozess-Steuerung: Statistische Prozesssteuerung (SPC) Aufgabenpool Mess- und Prüfverfahren Messung von Strukturbreiten Mikroskopie Auge, Lupe Lichtmikroskop Elektronenmikroskop Rasterkraftmikroskop Kristallstrukturanalyse Messung von Schichtdicken und Oberflächen Profilometer (mechanisch) Schwingquarz Reflexionsspektroskopie Ellipsometrie Interferometrie Profilometer (optisch) Weitere Mess- und Prüfverfahren Vierspitzenmessung Röntgenmikroskopie Aufgabenpool Vom Ausgangsstoff zum Endprodukt Allgemeiner Produktionsablauf Produktionsablauf der Halbleitertechnik am Beispiel der Diode Produktionsablauf der Mikrosystemtechnik am Beispiel des oberflächenmikromechanischen Beschleunigungssensors Produktionsablauf der Mikrosystemtechnik am Beispiel des bulk-mikromechanischen Drucksensors Aufgabenpool Wafereingangskontrolle und Spezifikationen Einleitung Parameter zur Waferspezifikation

6 Inhaltsverzeichnis Mechanisch-physikalische Parameter bei der Waferherstellung Praktisches Anwendungsbeispiel an einem 6 -Si-Wafer (150 mm) Arten von Wafern in der Produktion/Halbleiterfertigung Bogen/Durchbiegung und Stress als kritische Parameter für die Produktion Leitfähigkeitsüberprüfung nach SPC Aufgabenpool Beschichtungstechnologien Thermische Oxidation Trockene Oxidation Feuchte Oxidation Lokale Oxidation von Silicium Beschichtungsverfahren aus der Gasphase Physikalische Gasphasenabscheidung Chemische Gasphasenabscheidung Epitaxie Galvanik und stromlose Abscheidung Galvanik Außenstromlose Abscheidung Aufgabenpool Photolithographie Einführung in die Lithographie Moore s Law, die treibende Kraft Prozessübersicht der Photolithographie Vorbehandlung Das Spin-On-Verfahren Der Box-Primer-Prozess Single Wafer Hot Plate Belackung Die Erfindung des Photolacks Positiv- oder Negativlack Bestandteile des Photolacks Beschichtungsverfahren Belichtung Rehydrieren

7 12 Inhaltsverzeichnis Absorption von Licht im Lack Entwicklung Entwicklerprozess UV-Cure Reaktionen beim Entwickeln Kenngrößen der Entwicklung Spezielle Lacke Dicke Lacke Umkehrlacke Lift-Off-Prozess Negativlack Deep Ultra Violet Resist Optik Grundlagen Beugung am Spalt Auflösung nach Ernst Abbe Tiefenschärfe Belichtungsverfahren Kontaktbelichtung Proximity-Belichtung Projektionsbelichtung Röntgenlithographie Aufgabenpool Ätzprozesse Einführung in das Thema Ätzen: Geschichtliches Grundlagen Ätzen Waferreinigung Nasschemisches Ätzen Ätzverfahren: Tauch- und Sprühätzen Isotropes Ätzen von Metallen und Silicium (Si) Anisotropes Ätzen von Si Physikalische Trockenätzverfahren Sputterätzen Ionenstrahlätzen Focused Ion Beam (FIB) Chemisches Trockenätzverfahren: Plasmaätzen

8 Inhaltsverzeichnis Physikalisch-chemische Trockenätzverfahren Reaktives Ionenätzen (RIE) und reaktives Ionentiefenätzen (DRIE) Reaktives Ionenstrahlätzen(RIBE)/chemisch unterstütztes Ionenstrahlätzen (CAIBE) Aufgabenpool Dotierung Anwendung der Dotierung Piezoresistiver Kraftsensor pn-übergänge Änderung der elektrischen Leitfähigkeit von Silicium Dotierstoffe Dotierprozesse Diffusion Ionenimplantation Legierungsverfahren Zusammenfassung Aufgabenpool Fertigstellung mikrotechnischer Produkte Waferbearbeitung Rückseitenmetallisierung Verringerung der Scheibendicke Trennen Chipmontage und Wafermontage Chipbonden Waferbonden Drahtbonden Ultraschallbonden Thermokompressionsbonden Gehäuse Substrat- und Leiterplattentechnik Leiterplattentechnik Keramiksubstrat Dickschichttechnik Montagetechniken und Montagetypen

9 14 Inhaltsverzeichnis Lead Frame Chip on Board (COB) Ball Grid Array (BGA) Flip Chip (FC) Tape Automated Bonding (TAB) Montageprozess Löten Montageprozess am Beispiel des Lötens von Bauteilen Lesen eines Phasendiagramms Lot aufbringen Lot schmelzen Qualitätskontrolle Drahtabrisstest = Pulltest Schertest (shear test) Querschliffe (cross section) Aufgabenpool Prozessintegration Leuchtdiode Solarzelle Bipolarer Transistor CMOS Mikro-Scannerspiegel Aufgabenpool Mikrosysteme Sensoren Beispiele für den Einsatz von Sensoren Kapazitive Sensoren Magnetfeldsensoren Temperatursensoren Piezoresistive Sensoren Sensoren auf der Basis von Frequenzänderungen Aktoren Definition Festlegung auf einige Begriffe Skalierungsgesetze

10 Inhaltsverzeichnis Elektrostatisches Aktorprinzip Piezoelektrisches Aktorprinzip Aktoren auf Basis des Formgedächtnis-Effektes Elektromagnetisches Aktorprinzip Aufgabenpool Optische Mikrosysteme Lichtemittierende Systeme Leuchtdioden (LEDs) Laserdioden Organische Leuchtdioden Lichtleitende Systeme Wellenleiter Mikrooptische Ringresonatoren Photonische Kristalle Lichtmodulatoren Mikrospiegelmatrizen Deformierbare Spiegel Scannerspiegel Scanner-Beugungsgitter Lichtdetektoren Photodioden CCD-Bildsensoren CMOS-Bildsensoren Mikrobolometer Aufgabenpool Gedruckte Elektronik Überblick Warum gedruckte Elektronik? Funktionsweise grundlegender elektronischer Bauelemente Überblick Die Diode Der Feldeffekttransistor Materialien der gedruckten Elektronik Grundvoraussetzungen bei Materialien für gedruckte Elektronik

11 16 Inhaltsverzeichnis Substrat Isolator Halbleiter Leiter Materialabscheidung Grundlagen Abscheidemethoden Anwendungsgebiete für gedruckte Elektronik Aufgabenpool Quellennachweise Sachwortverzeichnis

12 Fertigstellung Arbeitswelt der mikrotechnischer Mikrotechnologinnen Produkte und Mikrotechnologen Katrin Hilbrich

13 18 1 Arbeitswelt der Mikrotechnologinnen und Mikrotechnologen Monika Leester-Schädel Abbildung 1.1 Mitarbeiterinnen und Auszubildende im Reinraum des Instituts für Mikrotechnik, TU Braunschweig Abschnitt Die Mikrotechnologie zählt zu den Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts; ihr werden hohe wirtschaftliche Wachstumsraten vorausgesagt. In der Öffentlichkeit jedoch können sich nur wenige Menschen etwas unter dem Begriff Mikrotechnologie oder Mikrosystemtechnik vorstellen. Das hängt unter anderem damit zusammen, dass Mikrosysteme also mikromechanische, mikrooptische, mikrofluidische, elektronische, biologische oder chemische Funktionselemente, die auf engstem Raum zu einem neuen, intelligenten Gesamtsystem zusammengesetzt sind häufig Bestandteil größerer technischer Geräte und damit für den Anwender und Nutzer der Geräte nur selten zu sehen sind. Mikrotechnologinnen und Mikrotechnologen sind neben Ingenieurinnen und Ingenieuren, Technikerinnen und Technikern sowie anderen Fachkräften an der Entwicklung und Herstellung dieser Anwendungen beteiligt. In diesem Kapitel erfahren Sie mehr über die Geschichte der Mikrotechnologie. Sie erhalten auch einen Einblick in den Arbeitsalltag von Mikrotechnologinnen und Mikrotechnologen. Schließlich werden Grundlagen der Berufsausbildung dargestellt. 1.1 Die Geschichte der Mikrotechnologie Alles begann mit der Mikroelektronik, genauer mit der Halbleitertechnik. Die Mikroelektronik hat eine unvergleichlich rasante Entwicklung erfahren und damit maßgeblich den Aufbau der heutigen Informations- und Kommunikationstechnik ermöglicht und vorangetrieben. Das Gleiche gilt für die Produktions-, die Verkehrs-, die Medizin-, die Verfahrens- und viele weitere Techniken, die ohne die Mikroelektronik bei Weitem nicht auf dem Stand von heute wären. Gordon Moore, der 1968 zusammen mit Robert N. Noyce die Firma Intel gegründet hat, hat 1965 ein Gesetz ( Mooresches Gesetz ) formuliert, das vorhersagt, dass sich die Anzahl der Schaltkreiskomponenten auf einem Computerchip und damit die Komplexität integrierter Schaltkreise etwa alle 18 Monate verdoppelt. Nach diesem Gesetz macht die Halbleiterindustrie auch heute noch ihre Entwicklungspläne. Das Ende der Gültigkeit dieses Gesetzes wird unterschiedlich für 2020 oder sogar erst für 2029 vorhergesagt (siehe Abschnitt ). Erst deutlich später begann sich aus der Mikroelektronik die Mikromechanik zu entwickeln. Mit der Mikromechanik werden Bauteile beschrieben, die spezifische mechanische Eigenschaften haben und diese für die Funktion von Sensoren und Aktoren einsetzen. Gleichzeitig sind mikromechanische Bauteile so klein sie auch sind dreidimensional, im Gegensatz zu mikroelektronischen Bauteilen, die sich auf oder in der Substratoberfläche befinden. Auslöser für die Entwicklung und Herstellung

14 1.1 Die Geschichte der Mikrotechnologie 19 Abbildung 1.2 Links: Halbleitertransistor von 1965 in einem TO-5-Gehäuse (Ѳ = mm). Mitte: Mikroprozessor von Intel (Intel i486dx2) aus dem Jahre Der Chip ist 12 mm lang und 6,75 mm breit. Rechts: Intel-Core i3 530 mit integrierter Grafikkarte aus dem Jahr Das gesamte Bauteil hat eine Kantenlänge von etwa 30 mm. von mikromechanischen Bauteilen waren die sehr guten mechanischen Eigenschaften von Silicium, die denen von Stahl ähneln. Dazu kommen weitere nutzbare Materialeigenschaften, wie z. B. der piezoelektrische Effekt, sowie die Möglichkeit, Silicium auf verschiedene Arten in die Tiefe zu ätzen. Nachdem die ersten mikromechanischen Komponenten hergestellt worden waren, wurden die neuen Fertigungsverfahren auch für die Herstellung weiterer nichtelektronischer Mikrobauteile genutzt. Entsprechend ihrer Funktion werden diese Bauteile in die Bereiche Mikrooptik, Mikrofluidik, Mikroreaktionstechnik und Mikrobioverfahrenstechnik eingeteilt. Kombiniert man diese außerdem mit elektronischen Funktionen, erhält man die heute bekannten mikro-elektro-mechanischen Systeme die MEMS. Etwa ab Beginn der 1990er Jahre begannen diese Entwicklungen Fahrt aufzunehmen, was bis heute ungehindert anhält. Zur Verdeutlichung der Größenverhältnisse zwischen der Makro- und der Mikrowelt sind in Abbildung 1.3 unterschiedliche Pumpen dargestellt. Alle drei können Flüssigkeiten pumpen: Wasser die obere aus dem Jahre 1935, Medikamente oder kleinste Chemikalienmengen die beiden unteren aus dem Jahre Natürlich würde man die Wasserpumpe nie durch eine Mikropumpe ersetzen, da die Wassermengen zu groß wären. Aber die Möglichkeit, winzig kleine Bauteile und Sys - teme hier Mikropumpen herzustellen, ergibt ganz neue, zuvor undenkbare Anwendungsgebiete. Substratmaterialien für die Herstellung von mikrotechnischen Bauteilen sind Silicium, Gallium-Arsenid, Germanium, aber auch Glas und Keramik. Ein weiterer, großer Vorteil der Mikrotechnologie ist, dass nicht nur ein Bauteil, sondern hunderte bis tausende Bauteile gleichzeitig gefertigt werden können. Diese Fertigung nennt man Batchfertigung. Die Fertigungskosten für ein Bauteil reduzieren sich damit drastisch. Die oben genannten Materialien werden in Form dünner Scheiben sogenannter Wafer verwendet. Dementsprechend gibt es Silicium-, Gallium-Arsenid- und Germanium- sowie Glas- und Keramik-Wafer. Auf jedem einzelnen Wafer befinden sich in der Regel zahlreiche Einzelbauteile, die im letzten Fertigungsschritt voneinander getrennt werden. Außerdem werden mehrere Wafer typischerweise 25 gleichzeitig prozessiert. Im Jahre 1960 hatten die ersten Siliciumwafer einen Durchmesser von einem Zoll (= 25,4 mm). Zehn Jahre später hatte sich der Waferdurchmesser verdoppelt auf zwei Abbildung 1.3 Oben: Wasserpumpe aus dem Jahr 1935 Mitte: In Serie gefertigte Mikropumpe von der Fa. Bartels Mikrotechnik (2010) Unten: Silicium- Mikromembranpumpe vom Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration, München (2010)

15 20 1 Arbeitswelt der Mikrotechnologinnen und Mikrotechnologen Zoll (siehe Abbildung 1.4 oben). Bis 1988 vergrößerte sich der Durchmesser jeweils in 1-Zoll-Schritten, um dann 1990 einen Sprung auf 200 mm (ca. 8 Zoll) (siehe Abbildung 1.4 unten) und 1997 bereits auf 300 mm (ca. 12 Zoll) zu machen. Die weitere Entwicklung geht in Richtung noch größerer Wafer mit z. B. 450 mm Durchmesser, um die Batchfertigung immer effizienter zu machen und die Kosten für die Einzelbauteile immer weiter zu verringern. Silicium-Wafer mit größer werdendem Durchmesser werden immer empfindlicher gegenüber mechanischen Einflüssen von außen. Sie müssen daher auch gleichzeitig dicker werden. Wafer mit einem Durchmesser von 100 mm sind standardmäßig 360 µm dick, bei 300 mm Durchmesser sind es 775 µm. Abbildung 1.4 Silicium-Wafer von 2 bis 8 Zoll 1 cm = 0,01 m -2 = 10 m 1 mm = 0,001 m -3 = 10 m 1 μm = 0, m -6 = 10 m 1 nm = 0, m -9 = 10 m Abbildung 1.5 Größenverhältnisse und Umrechnung MEMS haben heute den Alltag erobert, werden allerdings durch ihre geringe Größe vom Benutzer kaum wahrgenommen. Sie üben ihre inzwischen unverzichtbare Arbeit in den meisten Fällen im Verborgenen aus. Mikrosysteme sind auch nicht so gut (be)greifbar wie z. B. mechanisch oder feinwerktechnisch gefertigte Bauteile, da sich zum einen ihre Herstellung aber auch ihre Funktionsweisen sehr von denen konventioneller Systeme unterscheiden. Es ist daher verständlich, dass bisher kaum bekannt ist, wie vielfältig mikrotechnisch hergestellte Bauteile und Systeme und ihre Verwendungsmöglichkeiten sind. Dabei ist eine der faszinierendsten Eigenschaften der Mikrotechnologie ihre Interdisziplinarität. Zur Entwicklung, Fertigung und Integration von Mikrosystemen werden Kenntnisse aus der Physik, dem Maschinenbau, der Elektrotechnik, der Biotechnologie, der Chemie und der Informatik benötigt, und diese Aufzählung ist bei Weitem nicht vollständig. Das macht die Arbeit in der Mikrotechnologie interessant und innovativ, sodass sie heute zu den Schlüsseltechnologien gezählt wird. Mikrotechnisches Know-how macht Bauteile nicht nur kleiner, leistungsfähiger und kostengünstiger, sondern ermöglicht auch die Entwicklung ganz neuer Produkte. Marktexperten sagen der Mikrosystemtechnik mittelfristig gut 15 Prozent Wachstum jährlich voraus und Deutschland nimmt dabei im weltweiten Vergleich eine Spitzenposition ein. 1.2 Anwendungsgebiete der Mikrotechnologie Kapitel 16, 17 Bereits heute sind MEMS und MOEMS (mikro-opto-elektro-mechanische Systeme) in unwahrscheinlich vielen Bereichen zu finden: im Auto (Beschleunigungssensoren im Airbag, Drehzahlsensoren im Antiblockiersystem ABS, Winkelsensoren im Elektronischen Stabilitätsprogramm ESP)

16 1.2 Anwendungsgebiete der Mikrotechnologie 21 Photo: Bosch 1 Airbag-Beschleunigungssensor Photo: Bosch 2 Drucksensor von Bosch 3 Magnetfeldsensor 4 Pennymotor von Faulhaber Photo: Bosch 5 Elektrostatischer Mikrogreifer 6 Solarzellen 7 Lab-on-a-Chip von der Fa. Agilent Technologies 8 Implantierbare Medikamenten pumpe Abbildung 1.6 Mikrotechnische Bauteile im Handy ( Mikroelektronik, Beschleunigungssensoren, Berührungssensoren) in Spielzeugen (Beschleunigungs- und Drucksensoren in der Wii-Konsole von Nintendo) in Haushaltsgeräten (Temperatursensoren) in der Medizintechnik ( Mikrogreifer, Medikamentenpumpen) im Umweltschutz (Online-Analysesysteme) in der chemischen und biologischen Verfahrenstechnik (Mikroreaktoren, Mikrofließsysteme, massensensitive Resonatoren) in der Luft- und Raumfahrt (Drucksensoren, Magnetfeldsensoren) im Maschinenbau (Schwingungssensoren, reibarme Beschichtungen) in der Gebäudetechnik ( Solarzellen, optische Sensoren) in der Messtechnik (taktile Sensoren) und in vielen weiteren Gegenständen und Bereichen Zahlreiche Firmen stellen weltweit Mikrobauteile und Mikrosysteme her, die durch Senkung der Produktionskosten immer günstiger werden. Beispielsweise hat im Jahre 1995 ein Hauptspeichermodul mit 8 MB EDO RAM rund 400 EUR gekostet. Heute muss man für 8 GB DDR 3 Hauptspeicher etwa 100 EUR bezahlen. Umgerechnet hat demnach 1 MB Speicher vor 15 Jahren noch ca. 50 EUR gekostet, während man heute 1 MB für 1,25 Cent bekommt. Auch die Forschung ist sehr aktiv auf dem Gebiet der Mikrosystemtechnik. Hier ist man beispielsweise auf der Suche nach energieautarken Mikrosystemen, nach neuen, smarten Materialien mit außerordentlichen Eigenschaften, nach immer kleineren und leichteren Satelliten und nach noch besseren, leistungsfähigeren mikrotechnischen Prozessen und Prozessfolgen.

17 22 1 Arbeitswelt der Mikrotechnologinnen und Mikrotechnologen Der Beruf der Mikrotechnologin/des Mikrotechnologen ist also nicht nur aufgrund der vielfältigen Aufgabenbereiche so interessant! Wenn sich die Möglichkeit bietet, sollten Mikrotechnologen immer fragen, wo und wie das Bauteil, das sie gerade bearbeiten und herstellen, später verwendet werden wird und welche Funktion es hat. Da immer neue Anwendungsgebiete dazu kommen, wird diese Frage stets mit einer sehr interessanten und informativen Antwort verbunden sein. Mikrotechnologen haben damit die Möglichkeit, modernste Entwicklungen hautnah zu verfolgen und ganz früh von neuesten Erkenntnissen zu erfahren. 1.3 Tätigkeitsbereiche von Mikrotechnologinnen und Mikro technologen Als die ersten Reinräume gebaut wurden und die ersten mikrotechnischen Prozesse anliefen, übernahmen technische Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus verwandten Berufen die entsprechenden Arbeiten. Das waren z. B. Chemisch-Technische Assistentinnen und Assistenten oder Chemielaborantinnen und Chemielaboranten. Sie erarbeiteten sich ihr Wissen durch Ausprobieren und sammelten so die notwendigen Erfahrungen. Alternativ stellten die Firmen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus völlig fremden Berufen ein und arbeiteten sie für die Aufgaben, die sie übernehmen sollten, speziell ein. Tabelle 1.1 Technologiefelder und die dazugehörigen Tätigkeiten von Mikrotechnologen Technologiefeld Halbleitertechnik Gedruckte Elektronik Nanotechnologie Optohalbleitertechnik Mikrosystemtechnik Aufbau- und Verbindungstechnik Photovoltaik Für alle Technologiefelder Tätigkeit Fertigung und Test integrierter Logik-, Speicher- und anwendungsspezifischer Schaltkreise in Reinräumen höchster Klasse Fertigung und Test von mikroelektronischen Bauelementen auf Polymerbasis, Rolle-zu-Rolle-Verarbeitung, Injektionsverfahren Fertigung und Untersuchung von Nanobeschichtungen, Nanokompositen und Komponenten mit nanoskaligen Strukturen Fertigung und Test von optoelektronischen Bauelementen (z. B. LED, optische Sensorelemente etc.) Fertigung und Test von Komponenten von Mikrosystemen, wie z. B. Sensoren, Aktoren, Mikrofluidikbauteile sowie von kompletten Mikrosystemen Zusammenbau und Verbinden von Einzelkomponenten: Modulintegration, Hybridtechnik, LTCC-Technik, Leiterbahnbestückung etc., Test der gefügten Komponenten und Systeme Fertigung und Test von kristallinen Solarzellen und Dünnschichtsolarmodulen Qualitätssicherung, Wartung und Reparatur von Prozessanlagen, Umweltschutz, Unterstützung der Erforschung und Entwicklung neuer Mikrosysteme Schnell wurde klar, dass die Arbeiten im Bereich der Mikrotechnologie außergewöhnlich vielfältig sind. Um Fertigungsprozesse und -prozessabläufe verstehen und damit durchführen und auch verbessern zu können, ist Wissen aus ganz unterschiedlichen Fachbereichen notwendig. Dazu gehören die Chemie, die Physik, die Mathematik, die

18 Sachwortverzeichnis 3-Level-Fab 122, 127, 132 A Abdrehen 48, 254 Abfall-Schlüsselnummern 133 Abscheidemethoden 440, 599, 622 Absorption 223, 228, 291, 300 ff, 308, 311, 315, 318 f, 327, 339, 460, 471, 475, 543 ff, 575, 583 Absorptionskoeffizient 301 ff Absorptionsspektrum 291, 301 f, 339 Active-Pixel-Sensor-CMOS 588 Adhäsion 278, 405, 413, 518, 538, 620, 622 Adsorptionspumpe 144, 147 Akkomodation 206 Akkumulationsmodus 606, 629 Aktoren 18, 21 f, 36, 118, 143, 176, 242, 248, 265, 338, 344, 349, 388, 494, 513 ff, 523, 525 ff, 537 Aktorprinzip 516 f, 519 ff, 523 ff, 528, 533 ff Akzeptor 79, 95, 372 f, 397 Aluminium 37, 41, 49, 63 f, 70, 75 ff, 82, 85 f, 90, 130, 223, 228, 233, 271, 338, 349 f, 365, 372 f, 389, 394 f, 397, 401, 410, 412, 415 f, 418 f, 428, 430, 452, 457, 470 f, 476, 479, 487, 500, 525, 542, 546, 553, 576, 625 Amino-Gruppen 67 Amorph 52 f, 57, 65 ff, 69 ff, 112, 243, 393, 466 f, 474, 508, 591, 596, 615 amorphe Werkstoffe 65, 67, 69 Anglasen 407 ff, 452 Anisotropie 344, 352, 354 ff, 365 ff Anlegieren 409, 452 Anodisches Bonden 411 Anorganische Dielektrika 614 Anorganische Halbleiter 615 Anorganische Leiter 618 Antireflexionsschicht 470, 485, 562 AOI 211, 437 APCVD 265 ff Applikationsprozessoren 38 Arbeitsanweisung 168 f, 175 Argon 44, 138, 140, 263, 266, 276, 316, 336, 355 ff, 365 f Arsen 19, 61 f, 79 f, 86, 139, 142 f, 270 f, 282, 373, 379, 390, 457, 479, 541 f, 553, 596 ASIC 38 Ätzen 19, 24 f, 48, 50, 56, 107, 125, 141 f, 153 f, 161, 175, 188, 219, 228, 230, 232 ff, 236 f, 240, 244, 269, 278, 283 f, 301, 306, 342 ff, 347 ff, 374, 379 f, 387 f, 391, 395, 402, 426, 470, 478 f, 481 ff, 592, 596, 598, 602 Ätzrate 50, 218 f, 232, 343 ff, 348 ff, 352 ff, 356, 360, 364 ff, 487 Audit 164, 168, 172 ff, 184, 202 Auflösung 207, 209, 213, 219, 221, 227, 259, 297 f, 303, 314, 319 ff, 330, 335 ff, 512, 522, 527 f, 538, 564, 586, 620, 623 f, 627 Auflösungsgrenze 320 ff, 330 Auflösungsvermögen 209, 227, 319, 323, 620 Ausbleichen 302, 339 Ausgangskennlinie 102 f, 607 ff Austenit 529 ff Austrittsarbeit 546 ff, 603, 606, 611 Automatische optische Inspektion 437 Außenluftanlage 128 f Avalanche-Photodiode 582 B Backend 158, 244 f, 484 Backside Rinse 295, 297, 303 Ball Grid Array 421, 434 Ball-Wedge-Bonden 417, 448 Ballastgruppe 291 f, 308, 315 Ballroom-Konzept 124 f Bändchenbonden 419 Banddiagramm 541 ff, 547, 579 f, 584 Bändermodell 74, 80 ff, 84, 95, 97, 100 f, 111, 456, 540, 558 Bandlücke 60, 81 f, 111, 113, 505, 541, 558 f, 578, 583, 615, 617 BARC 303 Barrierenhöhe 605 Batchfertigung 19 f, 34, 512

19 Sachwortverzeichnis 651 Bay-Chase-Konzept 124 BCCD 585 Belacken 233 f, 283, 289, 295, 299, 312, 336, 478, 596 Belichten 233 f, 236, 240, 283, 298, 301 f, 312, 314, 321, 329, 335 ff, 387, 478, 564, 596 Berufliche Handlungskompetenz 29 Berührungssensor 21, 492 ff, 498 Beschleunigungssensor 20 f, 230, 234 f, 240, 411, 492 ff Beugung 161, 168, 186 f, 189, 206, 209, 213 f, 224, 310, 314, 319, 323 f, 334, 336, 338 ff, 566, 574 ff Beugungsgitter 574 ff BGA 81, 269, 421, 434, 453 Biasspannung 263 f, 277 Biegebalken 213, 234, 343, 351, 510, 567 Bimetalleffekt 503 Bipolarer Transistor 477, 479 Black Residues 306 Bleaching 302 Blei 63 f, 77, 409, 437 ff Blue Tape 404 ff BMM 230, 237 f Bor 41, 43, 47 f, 79, 81 f, 131, 253 f, 276, 353, 372 ff, 376, 383 ff, 390, 397, 468, 478, 482, 511 Boroxid 62, 72, 374 Borphosphorsilikat 266, 553 Bosch-Prozess 364 f Box-Primer-Prozess 286 f BPSG 266, 276, 482 f, 553, 576 f, 596 Bragg-Reflexion 214 Brechen 66, 78, 312, 403, 405, 416, 418, 553, 555 Brechung 121, 209 f, 217 f, 227, 329 f, 333, 336 f, 551 ff Brechungsindex 121, 209 f, 217 f, 227, 333, 336 f, 551 ff Brennweite 206, 208 f, 227, 565, 569 Bridgman-Verfahren 61 f Bulk-Mikromechanik 230, 237 ff C CAIBE 342, 354, 364, 367 CAR 315 ff Carbonsäure 292 f, 299 f, 304, 307 ff, 313 Carbosilane 58 Carbosilazane 58 Carbosiloxane 58 Carboxyl-Gruppen 67 CdTe 466 f Channeling 392 ff Chemical Amplified Resist 315, 317 Chemisch unterstütztes Ionenstrahlätzen 342, 367 Chemische Gasphasenabscheidung 265, 267 Chip on Board 420, 434, 453 Chipbonden 407 f, 410, 412, 414, 452 Chiplöten 409 Chipmontage 406 f, 409, 411, 413, 415 Chipping 405 f Chlorwasserstoff 42, 269 Christbaumsystem 138 f Chromatische Aberration 327, 330, 332 CMOS 52, 237 f, 243, 246, 258, 264, 271, 303, 480 f, 483 f, 492, 550, 561 f, 566, 584, 586 ff, 591 f, 598 CMP 134, 185, 485 f, 562 f, 596 COB 37, 423, 434, 453, 500 Coin Roll Wafer 51 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor 480 Corioliskraft 498 Coulombkraft 520 CP4-Ätzlösung 50 C pk -Wert 195 f, 251 f CPU 38, 52, 281 f, 327 Critical Dimension 282, 333, 337 Cross Kontaminationen 123 CVD 52, 59, 69 f, 239, 246, 248 f, 259, 261, 265 ff, 270, 276, 361, 375, 388, 390, 397, 461, 470, 475, 481 ff, 485, 490, 591, 596, 599, 614 f, 622 Czochralski-Verfahren 44, 47, 61, 71 D Dampfphasenlöten 440 f, 444 f Deblocker 317 Deckschicht 401 Defekt-Analyse 246

20 652 Sachwortverzeichnis Deformierbare Spiegel 565, 568 Degradation 550, 598, 600, 613, 625, 627 Dehydration Bake 284 f, 287, 295, 299, 339 Deming-Kreis 173 Depth of Focus 321 Diamantgitter 351 Diazonaphtochinon 289, 291 Diboran 48, 266, 270, 374, 390 Dickschichtkondensator 91 Dickschichttechnik 429, 623 Dickschichtwiderstand 85 Dielektrikum 59, 87 ff, 113, 494, 520 ff, 538, 613 Dielektrizitätszahl 604, 611, 613 f, 629 Differenzspannung 108 f Diffusion 25, 59, 62, 76, 94 ff, 98, 125, 130, 150, 239, 243, 245, 257, 260, 264 ff, 269, 292, 298, 300, 312, 353, , 391, 393 ff, 409, 459, 461, 468 ff, 478 ff, 508, 547, 550, 578 f, 581 Diffusionsgleichung 378, 380, 382 Diffusionskoeffizient 374 f, 380 ff, 471 Diffusionsprofil 380, 382 Diffusionsspannung 95 f, 98 DIL 421 ff, 433 DIN 130, 140, 170 ff, 179, 199 f, 204, 242 DIN EN 130, 140, 170 ff, 179 Diode 82, 94 ff, 102, 111 ff, 120, 214, 220, 230, 232 ff, 240, 245, 456 f, 459, 461, 463, 471 ff, 480, 516, 540 f, 543 ff, 550, 573 f, 577 ff, 587 ff, 591 f, 602 ff, 612, 618 f, 628 f Diodengleichung 603 f Diodenkennlinie 112, 472 Direkt-Plasmaätzer 361, 363 Dispens 295 f, 304 f, 408, 410, 420, 437, 439 f, 442, 453 DNQ 291 ff, 299 ff, 307 ff, 311 ff, 339 DoE 183 DOF 245, 321 Donator 79, 95, 372 f, 397 Dotieratome 375 f, 379 ff, 385 f, 388 f, 391 ff, 398 Dotieren 78 f, 233, 240, 270, 371 f, 387 f, 458, 469, 617 Dotierionen 390 f Dotierprofil 376, 378, 381 f, 391 f, 395 ff Dotierstoffe 44 f, 48, 57, 370, 373, 376, 378 ff, 385, 389 ff, 394, 397, 474, 480 Dotierstoffkonzentration 45, 79, 81 f, 372, 375 f, 378, 381 f, 384 ff, 388, 392, 394 ff Dotiertiefe 86, 376 ff, 383 f, 386, 394 Drahtabrisstest 447 ff, 452 Drahtbonden 234, 415, 417 ff, 435 Drahtsäge 48 f, 466 Drahtwiderstand 85, 113 Drain-Spannung 607 ff, 612 DRAM 105 ff, 114, 282, 307, 337 f, 587, 628 Drehratensensor 185, 188, 191, 492 ff, 498 f Drehschieberpumpe 144 f DRIE 140, 230, 299 f, 342, 354, 357, 361, 363 ff, 485, 487, 490, 560 Drift 527 f, 533, 579 f, 583 f, 599 f Drive-In 381 Druck 65 f, 116, 133, 135, 138, 144, 149, 151, 183, 193, 262 f, 295, 322, 325, 337, 343, 403, 409, 412, 415 ff, 420, 425, 439, 474, 512 f, 596 f, 600 ff, 614 ff, 618, 620 ff, 630 Druckprozess 594, 596, 600, 612, 614, 616, 628 Drucksensor 21, 230, 237 ff, 411, 493, 505, 512 f Druckspannung 247, 370 f, 510 Drucktechnik 595, 598, 600, 620, 622, 627 Druckverfahren 91, 98, 280, 413, 429, 439, 470 f, 476, 597, 622, 624 ff Drucküberwachung und Steuerung 150 Dual Inline 422 f Duale Berufsausbildung 27, 34 Dummy 247 Dunkelabtrag 309 f Dunkelfeld 210 f, 227, 313, 334 Durchbruchfeldstärke 613 Durchdruck 623 Durchkontaktierung 425, 427, 453 Durchlass-Sperrverhältnis 605 Durchschlagsfestigkeit 258 f Duroplaste 37, 65 ff DUV 289, 295, 300, 314, 316 ff, 563 DUV-Resist 289, 316 ff

21 Sachwortverzeichnis 653 E E-Modul 64 f, 507, 510 f, 513, 521, 526 f, 538 ECR-Quelle 358 Edge Bead 297 f EDX 212, 224 f Effizienzsteigerung 543 EGS 40 ff, 44, 46 Eigenleitfähigkeit 78 ff, 86 Einfallswinkel 214, 552 Eingangskontrolle 242, 244, 246, 248, 250, 252, 254 Einkristall 45, 47 f, 52, 58, 62, 71, 227, 466, 547 Einkristallin 40 ff, 52 f, 57 f, 61, 71, 268, 392, 457, 484 ff, 570 ff, 595, 598 f, 615 Einwegeffekt 530 f Eisen 41, 75 ff, 92, 135, 271, 620 Elastomere 65 ff Electronic Grade Silicon 42 Elektrisch leitender Klebstoff 410 Elektrische Feldkonstante 88, 521 Elektrische Feldstärke 521, 526, 579 Elektrische Leitfähigkeit 63, 69 f, 74 f, 77 f, 471, 475 Elektrischer Widerstand 58, 372, 376, 420, 505 Elektrodenmaterialien 596 f, 611 Elektrographie 622, 626 Elektrolyt 89 ff, 271 ff Elektrolytkondensator 89 ff Elektromagnet 534 Elektronenmikroskop 211, 227, 359 Elektronenstrahlverdampfer 262 Elektronenvolt 81, 541 Elektronenwanderung 94 Elementarhalbleitermaterial 39 Elementarzellen 53 ff Ellipsometrie 218 Emission 98, 118, 121, 157, 224, 300, 456, 541, 543 ff Emissionslinien 300 Emitterschicht 546 ff Enddicke 185, 400, 402 Endpunkt 563 Energiebarriere 97, 100, 380, 603 Energiesteller 516, 538 Energieversorgung 38 Energiewandler 516 Energy to Clear 301, 310 f Entsorgung von Gasen 141 Entwickeln 232 ff, 236, 283 f, 304 f, 308, 310, 316, 427, 478 EPA-Schutzzonen 156 Epi-Wafer 51 f, 245 ff Epitaxie 51 f, 63, 243, 246, 268 ff, 278, 334, 395 f, 457 ff, 478 ff ESD 155 ff Essigsäure 50, 349 EUH 153 f Euro-Norm 140 Eutektikum 412, 438 Eutektisches Bonden 412, 457, 459 Evaneszent 555, 557 Extinktionskoeffizient 301 f F Facettenbildung 357 Farbscanner 586 Farbsensoren 586, 588 Fehlerkatalog 169 Fehlerkosten 165 Feldeffekttransistor 105, 480, 595 f, 602, 605 f, 611, 629 Fernordnung 65, 70 FET 104 ff, 114, 140, 280, 402, 437, 480 f, 484, 595 ff, 606 ff, 611, 625 Feuchte Oxidation 257 f, 260, 278, 481 FIB 342, 359 f Flachdruck 622, 624 f Flat 48, 54 f, 243 ff, 254, 352, 422 f Flexible Displays 628 Flexodruck 625 Flip Chip 420, 434 Flusssäure 50, 59, 70, 131, 152 ff, 346 f, 350 f Flutbelichtung 313 Fluxgate-Magnetometer 500 ff Flächendefekte 55, 57 Flächenstrahler 550

22 654 Sachwortverzeichnis Flächenwiderstand 75 f, 82, 222, 250, 252 f, 469 FMEA 183 f, 187 ff Focused Ion Beam 213, 342, 359 Folienkondensator 90 f Formgedächtnis-Effekt 517, 529, 536, 538 Formgedächtnis-Legierung 529 FOUP-Boxen 125 Fremdatome 41, 46, 56, 78 f, 118, 211, 261, 353, , 376, 379, 382, 389, 391, 598 Frequenzänderung 493, 513 ff, 525 Frontend 244 G Galiumarsenid 143 Galliumnitrid 270, 457 f Galvanik 271, 273, 275, 277 f, 311, 338 GaN 268, 270, 373, 458 ff GaP 457 Gasklassifikationen 140 Gasverbrennung 141 Gate-Elektrode 104 f, 247, 481, 597 f, 605 f, 608 Gate-Leckstrom 609 f Gate-Spannung 606 ff Gedruckte Elektronik 22, 594 ff, 604, 606, 608, 610, 612, 614, 616, 618, 620, 622, 624, 626 ff Gefahrengutaufkleber 140 Gefahrenstoffverordnung 152 f Gehäuse 19, 37, 63, 66, 68, 70, 103, 110, 145 ff, 150, 228, 230 f, 234, 400, 407, 409, 420 ff, 433, 440, 463 ff, 479, 542 f, 545, 560, 567, 574, 578, 586 Gehäuseformen 421, 423, 440 Gemischte Versetzung 56 Germanium 19, 39, 75, 82, 96, 242, 373, 394, 459 ff, 465, 553, 585, 591, 619 GGVS 133 GHS-System 152 f, 155 Gitterleerstellen 374, 380 Gitterschwingungen 379 Gitterspektrometer 575, 584 Gitterstruktur 54, 80, 351, 458, 576 f Glasfaser 37, 130, 228, 546, 557, 575, 577 Glasfrit Bonden 410, 412 Glaslot 409, 412 f, 452 Glaslöten 410, 412 Glaspunkt 306 Glaswafer 53, 411, 452 Glasübergangstemperatur 306 Glob Top 420 f, 434, 453 Global harmonisiertes System 152 f Gold 37, 63 f, 75 ff, 82, 133, 212, 223, 228, 233, 271, 274, 314, 330, 338, 350, 371, 401, 405, 409 f, 412, 415 f, 418 ff, 435, 443, 451, 462, 464, 514, 529, 629 Grabenkondensator 91 f Graubereich 117, 123 f, 126, 132 Gravitationskraft 123 Grenzflächen 57, 303, 311, 558, 585, 611 Grenzschicht 86 f, 94 f, 100, 111, 113, 222, 265, 372, 584 Grenzwinkel 552 f, 555 f, 558 Grinding 48 f Grunddotierung 372, 389 H H 2 -O 2 -Verbrennung 259 Haftfestigkeit 284, 288, 299, 314, 471 Haftschichten 401 Haftung 117, 164 f, 179, 230, 278, 284 f, 289, 306 f, 463, 503, 612 f, 615, 622 Halbleitende Mischsysteme 618 Halbleiter 37, 39 f, 58, 60 f, 74, 76 ff, 81, 84, 105, 111, 202, 219, 230, 242 f, 282, 347, 373 f, 386, 394, 457, 467, 480, 559, 584 f, 590, 597, 600, 602 ff, 611, 615 ff, 626, 629 Half Pitch 282 Hall-Effekt 500 Handlöten 440 Hard Bake 283, 293, 303, 306 f, 339 Hard Contact 323, 325 Härte 64, 134 f, 264, 280, 283, 298, 307, 312, 338, 405, 410, 420 f, 427, 452, 476, 563 Hauptabweichung 177 Hauptgeschäftsprozess 162 Hazard Statements 153 HCl 42 f, 58, 133, 266, 269, 346, 350, 427

23 Sachwortverzeichnis 655 Heizplatte 285, 298, 411, 442 Heißleiter 76, 78, 503 ff, 537 Hellfeld 210 f, 227, 334 Hermetische Verbindung 413 Heteroepitaxie 268, 278, 458 Highest Occupied Molecular Orbital 547 HMDS 285 ff, 295, 339 Hochdruck 324, 328, 330, 335, 622, 625, 627 HOMO 547 Homoepitaxie 268 Hot Plate 248, 283, 285 ff, 289, 294 f, 298, 305, 307 f, 312 Hydrophil 284 f, 291 f, 304, 308 f, 339, 347, 413, 621 Hydrophob 284 f, 291 f, 306, 308 f, 317, 339, 347, 621 Hydroxyl-Gruppen 67 Hysterese 527 f, 532 I i-linie 301 ICP-Quelle 358 Idealitätsfaktor 603, 605, 629 IGBT 243 Immersionslithographie 336 Immersionsmikroskopie 210 Impfkristall 44 f, 47, 54, 61 f In-Line-Anlage 549 f Indiumphosphid 553 Indiumzinnoxid 499, 546, 585 Induktivität 92 f, 113 Inhibition Layer 312 inken 406 Innenlochsäge 48 f InP 142, 373, 553 InSb 583 Interferenz 206, 213, 215 ff, 219 ff, 225 f, 297, 302 f, 319, 339, 567, 573 Interferenzfarben 216, 297 Interferometrie 218, 220, 225 f, 567 f Interstitielle Defekte 56 Inverter 480 f, 484 Ionengetterpumpe 144, 148 Ionenimplantation 293, 353, 370 ff, 389 ff, 480, 585, 596 Ionenstrahlätzen 342, 354 f, 358 f, 364, 367 Isolator 52, 60, 69 f, 74, 77, 80 f, 89, 222, 247, 258 f, 396, 496, 498, 505, 584 f, 596 ff, 600, 606 ff, 611, 613 f, 619, 629 Isolierschicht-FET 104 ISO-Standard 119 f Isotropie 344, 352, 354 ff, 365 ff ITO 499, 546, 585 J Justage 244, 325, 329, 334, 414 K K-Faktor 506 ff Kalibrierung 168, 180 f Kältetechnik 131 Kaltleiter 76, 503 f Kaltwandreaktor 43 Kanalleitfähigkeit 606 ff Kantenbedeckung 276 Kapazität 52, 87 ff, 107, 113, 149, 188, 235, 472, 494 f, 499 f, 570 ff, 579 f, 588 Kathodenzerstäuben 261, 263, 275 Kaufman-Ionenquelle 358 f Keramikkondensator 89 f Keramiksubstrat 223, 428 f Kleben 230, 323, 403, 407 ff, 434, 462 Kohlenmonoxid 41 Kohlenstoff 37, 41, 43, 47, 53, 117, 292 f, 351, 367, 373, 615, 617, 619 Kohlenstoff-Nanoröhrchen 619 Kohlenstoffverbindungen 43, 117 Kohleschichtwiderstand 85 Kohäsion 620, 622 Kollimator 219, 324, 328, 331 Komplexbildner 275, 348 Kondensator 74, 87 f, 106 f, 113, 235, 355 f, 417, 489, 494 ff, 500, 520, 567, 602 Kondensor 324, 328, 331 f Konformität 176, 180, 266, 276, 278 Königswasser 133, 346, 350

24 656 Sachwortverzeichnis Kontaktbelichtung 297, 312, 322 f, 325, 328, 339 Kontaktwinkel 621 Kontrast 210, 298, 303, 310 f, 314, 317 f, 320, 323, 328, 338 f Kontrollplan 184 f Konvektionsofen 298, 312 Kooi-Effekt 260 Koppler 543, 555, 584 Korngrenzen 57 f, 504 Kraft 44, 123, 149, 167, 213, 215, 227, 247, 256, 263 f, 281, 305, 370 ff, 384 ff, 405, 413 f, 416 ff, 439, 447 ff, 454, 492 ff, 498, 500, 505, 507, 509 ff, 514, 518 ff, 530 ff, 538, 561, 567, 570, 590, 605, 621 Kraftsensor 370 ff, 384 ff, 492 f, 505, 509 ff, 533 Kristallebenen 352, 392 Kristallgitter 53 f, 56 f, 71, 78 ff, 113, 206, 213 f, 224, 342, 373, 391, 394, 396 Kristallin 44, 66, 558 Kristallorientierung 44, 48, 54 f, 57, 61, 214, 243, 353, 376, 400, 403, 405, 458, 468, 484, 490 Kristallstörungen 402 Kryopumpen 147 f Kubikfuß 119 Kubikmeter 119 Kundenorientierung 162 Kundenreklamation 186, 189, 202 f Kunststofffolie 90, 509, 596, 612 f, 628 Kupfer 37, 63 f, 75 ff, 92, 113, 212, 224, 228, 271 ff, 275, 342 f, 350, 405, 410, 415 f, 420, 424 ff, 433, 435 f, 439, 463, 466 f, 476, 506, 535, 619 KVP 163, 176, 190, 192 L Labordruckverfahren 597 Ladungsträger 55, 58, 60, 63, 76 ff, 82, 84, 86 f, 94 f, 100, 104, 111, 113, 253, 371 f, 377, 383, 471, 482, 504 ff, 543, 579 f, 582 ff, 603 ff, 611, 615, 618, 628 f Ladungsträgerbeweglichkeit 58, 63, 253, 506, 604 f, 611, 628 f Laminar Flow 122 f Läppen 40, 48 f, 143, 402 Laser Induced Thermal Imaging 549 Laser-Maskenbelichter 563 f Laser-Materialbearbeitung 565 Laserdiode 98, 214, 540, 544 ff, 573 f, 577, 584, 591 Laserdiodenchip 545 Laserlicht 120 f, 218, 226, 544 f, 564 f Lasertrennen 403, 405 f Lastenheft 182 f Latent Image 313 Laufzeitdifferenz 554 Layer 52, 234, 246, 250, 283, 312, 425, 429, 499, 514, 562 Lead Frame 407, 433, 453 LEC 61 f Leck 139 LED 22, 60, 98, 443, 456 ff, 462 ff, 540, 542 ff, 546 ff, 584, 591 f LED-Effizienz 542 Leerbetrieb 120 Leerstellen, 56, 374, 380 Legierungsverfahren 370, 372, 394 f Leistung 112, 128 f, 224, 263 f, 307 f, 335 f, 472 ff, 490, 518 ff, 532 f Leistungsdichte 518 ff, 523, 538 Leiter 75 ff, 79 ff, 94 f, 97, 100, 103, 113, 373, 459, 500 f, 505, 534 ff, 572, 590 f, 618 f Leiterplattentechnik 423 ff, 427, 429, 431 Leitfähigkeit 28, 36, 45, 57, 63 f, 69 f, 74 ff, 84, 86, 104, 136, 138, 149, 157, 231 ff, 244 f, 250 f, 303, 363, 370, 372, 377, 420, 429, 463 f, 471, 473, 475, 606 ff, 619 f Leitungsband 80 ff, 95, 97, 111, 456 f, 505, 540, 543 ff, 547, 584, 590, 617 Leitwerttyp 48 Leuchtdiode 98, 220, 456 f, 459, 461, 463, 540 f, 543, 546 ff, 550, 602 Lichtauskopplung 543 Lichtdetektoren 578 f, 581, 583, 585, 587, 589 Lichtleistung 308, 336, 477, 545 Lichtleitende Systeme 551, 553, 555, 557, 559 Lichtmodulation 561 Lichtquant 540, 548 Lichtschranke 329, 543, 584 Lift-Off 284, 312 ff, 451

25 Sachwortverzeichnis 657 LIGA 224, 338, 362 f Linearbereich 608 ff Linearmotor 333, 515, 537 Liniendefekte 55 f LITI 549 Löcherleitungsschicht 546 f LOCOS 59, 259, 595 Lokale Oxidation von Silicium 259 Loop-System 139 Lorentzkraft 256, 263 f Lösemittel 131, 231, 286, 290, 293 ff, 297 f, 300, 304, 306, 309, 312, 314 ff, 339, 362, 374, 614, 624 Lot 336, 409, 436 f, 439 f, 442, 444, 446 f, 451 f, 459 Löten 63, 230, 407, 409, 415, 427, 434, 436 f, 439 ff LPCVD 265 ff, 276, 475, 481, 485, 490, 596 LTHC 549 Luftfiltration 129 LUMO 547 M Magnetfelder 500, 502, 527, 533 ff Magnetfeldsensor 21, 492 f, 500, 502 Magnetische Induktion 493, 501 Magnetographie 626 Magnetron 264, 362, 483 Managementsystem 164, 166, 171 ff, 202 Martensit 529 ff Mask Aligner 323 Maske 231 ff, 283, 289 f, 297, 310, 312 ff, 320 ff, 330, 333, 335 f, 365 f, 478 Maskierschritt 233, 239 f, 479 Maskstage 325 f Materialabscheidung 595, 620 ff, 625 MBE 63 Medien 69, 122, 131, 133, 135, 178, 299, 305, 320, 445, 504, 508, 551, 556 Mehrkomponentensysteme 614 Membran 136, 149, 237 f, 240, 370 f, 487, 494, 507 ff, 528 f, 538, 559, 566 MEMS 19 f, 33, 230, 234, 237 f, 304, 311, 314, 365, 484, 522 f, 527 f, 536, 573 f Messnormal 180 f Metallische Werkstoffe 63 Metallorganische Gasphasenabscheidung 270 Metallorganische Gasphasenepitaxie 63, 457 f Metallschichtwiderstand 85 Metallurgical Grad Silicon 41 Methylchlorsilan 58 MGS 41 f Mikro-Scannerspiegel 484 f, 487, 489 Mikrobolometer 540, 589, 591 f Mikroelektronik 18, 21, 33, 39, 84, 351, 379 Mikrogreifer 21, 515, 529, 533 Mikrolinsen 365, 568 f, 588 f, 592 Mikromechanik 18, 33, 230, 234, 237 f, 338, 351 Mikropumpe 19, 515, 523, 525, 528 f Mikroskop 25, 29, 117, 206 ff, 220, 223 ff, 227, 237, 260, 274, 284, 320 f, 324 ff, 332, 335 f, 359, 410, 415 f, 418, 452, 471 f, 569, 577 Mikrospiegelmatrizen 540, 560, 562, 564, 591 Mikrotechnologie 18 ff, 28, 33 f, 40 f, 93, 135, 142 ff, 210, 214, 216, 224, 275, 278 Mikroventil 515, 520, 524, 538 Mikrowellenlöten 440 f, 446 Mini-Environment 124 f MOCVD 270 MOEMS 20, 33 Molding 421 Molekularstrahlepitaxie 63, 270 f Molekülketten 548 Molenbruch 269 Monitor-Wafer 51, 246 Monomere 65 ff, 616 Monosilan 58, 470 Montagetechniken 400, 423, 432 f, 435 Montagetypen 432 f, 435 Mooresches Gesetz 18 MOVPE 63, 116, 123, 127, 132, 457 f N n-dotierung 52, 79, 81, 372, 376, 383, 389

26 658 Sachwortverzeichnis Nachdiffusion 381 Nahordnung 65, 70 Nanopartikel 615, 618 f Nasswäscher 131, 141 f Nassätzen 125, 230, 283 f, 402 Natriumhydroxidlösung 50 Negativlack 240, 289 f, 314 f, 323, 338 Nichtleitende Klebstoffe 410 Nichtleiter 76 f, 243 Niederdruck-Gasphasenabscheidun 266 Normen für Managementsysteme 171 Normenreihe 172 Notch 48, 55, 245 Novolak 289 ff, 299 f, 303 ff, 307 ff, 314 f, 317 Numerische Apertur 209 f, 227, 320, 327, 336, 340 O O 2 -Plasma 283, 354 Oberflächenenergie 620 f Oberflächenmikromechanik 230, 234, 237 Oberflächennormale 551 ff Oberflächenspannung 45 f, 276, 305 f, 621 Objektiv 208 ff, 213, 220, 325, 336 Öffnungswinkel 209, 320 ff, 332, 337, 544 Off-Strom 610 Offsetdruck 624, 627 Offsetspannung 109 Okular 208, 210 OLED 546 ff, 550, 591 f Oligomere 615 f OMM 230, 234 f, 237, 240 On-Off-Verhältnis 610 On-Strom 610 Operationsverstärker 108 ff, 114, 430 Opferschichttechnologie 234 Optische Mikrosysteme 540 Optokoppler 543, 584 Organisationsrichtlinie 167 Organische Dampfphasenabscheidung 548 Organische Dielektrika 614 Organische Halbleiter 615 f Organische Leiter 618 f Organische Leuchtdiode 546, 548, 550 Overlay-Kontrolle 334 Oxidationsofen 256 f Oxidstreifenlaser 545 P p-dotierung 79, 82, 372, 376, 378, 383, 459 PAC 290, 298 Padoxid 259 f, 481 PAG 315, 317 f Partikel 117 ff, 123, 126 f, 129, 132, 134 f, 143, 147, 157, 188, 223, 242, 295, 326, 346 f, 404, 410, 428, 487, 489, 504, 600, 618 Passivierungsschicht 366, 461, 483 pbn 62 PDCA-Kreis 161 ff, 173, 202 PECVD 267, 276, 361, 388, 390, 397, 461, 470, 475, 482 f, 591, 596 Penning-Vakuummeter 149 Penny-Motor 537 Periodensystem der Elemente (PSE) 36, 39 f, 63, 373 Permanentmagnet 500, 533 f, 536 f Permanentmagnetmotor 536 Permeabilität 92, 113, 134, 535 Permittivität 88, 113, 521 f, 537 PET 69, 621 Pflichtenheft 182 f PGA 223, 422 f ph-wert 135, 142, 342 Phasendiagramm 394, 409, 436 ff Phasengrenzen 57 f Phasenumwandlung 529 f Phenolharz 69, 293, 300, 311, 313 Phosphin 48, 131, 133, 139, 141, 266, 270, 374, 390, 475 Phosphor 41, 43, 48, 59, 79, 81, 133, 248, 250, 259, 266, 276, 349, 351, 372 ff, 376, 379, 384, 390, 397, 464, 468 ff, 479, 481 f, 553, 596 Phosphorsilikat 266, 276, 469 f, 553 Photodiode 98, 543, 545, 573, 578 ff, 587 ff, 592

27 Sachwortverzeichnis 659 Photolack 49, 69, 117, 228, 231 ff, 236, 240, 282 f, 285, 289 ff, 293 ff, 300 ff, 308 f, 318, 320 ff, 339, 352, 357, 365, 389, 427 f, 478, 481 f, 485 ff, 562 ff, 596 Photomultiplikator 121 Photon 98, 111, 113, 302, 315, 465, 540 ff, 548, 558 ff, 573, 578 ff, 592 Photonische Kristalle 558 ff Photovoltaik 22 f, 465 Physikalische Gasphasenabscheidung 261 Picoprojektor 564, 574 Piezoaktor 519, 525 ff Piezoeffekt 215, 525 f Piezoelektrischer Effekt 514 Piezokeramik 37, 525 ff Piezokoeffizient 507, 525 f, 538 Piezoresistiver Effekt 506 Pin Grid Array 422 f Pirani-Vakuummeter 149 Pixel 23, 211, 550, 560, 563 f, 566 f, 584 ff, 626 f Planartechnik 477 Plasma 218 f, 238, 249, 263 ff, 267 f, 275 f, 278, 283, 306 f, 338, 342, 354 f, 357 f, 360 ff, 390, 470, 485, 487 f, 563 Plasmaätzen 342, 354 f, 360 f, 363 pn-übergang 86 f, 91, 94 ff, 111, 232 f, 370, 372, 378, 383, 397, 400, 456, 458, 461, 468, 471 f, 540 f, 544, 578 f Polarisation 218, 525 ff, 611 Polieren 48, 50, 134, 247, 485 Polyaddition 67 f Polyethylen 69, 619 Polyethylenterephthalat 69 Polykondensation 67 f, 72 Polykristallin 40 ff, 52 f, 59, 62, 71, 269, 466, 504, 599, 615 Polymere 59, 65, 67 f, 306, 362, 420, 548, 615 f, 618, 620, 624, 626 Polymerisation 67 f, 117 Polymertechnologie 548 f Polypropylen 69, 134, 522 Polyurethan 69 Positivlack 240, 289 f, 311 ff, 317 Post Exposure Bake 292, 303 f, 310 f, 315, 318, 336, 339 Precautionary Statements 153 Prime Wafer 51 Primer 284 ff Produkthaftung 164 f, 179 Produktionsablauf 230 ff, 237, 240, 439, 456 Produktionslenkungsplan 168, 181 Produktnorm 171 Profilometer 214 f, 220, 227 Projektionsbelichtung 320 ff, 327 Proximity-Belichtung 323 ff, 338 Prozessfähigkeit 195, 198, 253 Prozessgase 133, 135, 138, 140, 443, 453, 470 Prozesskreislauf 231 f Prozessregelkarte 197 Prüfmittel 168, 175, 178, 180 f, 185, 203 Prüfmittelfähigkeit 181 Prüfmittelüberwachung 180, 203 PSG 239, 248, 266, 276, 470, 481 ff Puddle-Entwicklung 304 f Pufferschicht 259 Pull-Test 447 Punktdefekte 55 f, 71 PUR 69 Purpurpest 418, 420 PVD 246, 248, 261, 476, 622 Pyrex 411 Pyrolytisches Bornitrid 62 Q QFP 422 f QM-Beauftragter 164 QM-Handbuch 167, 169, 176 QM-System 160 ff, 164 ff, 182, 202 f Quad Flat Pack 422 f Qualität 23 f, 119, 133, 136 ff, 140 f, 157, 160 f, 164 ff, 178, 183, 186, 200, 202, 211, 238, 258, 271, 280, 294, 405, 447, 485, 542, 605, 610 f, 616, 620, 627 Qualitätsbezogene Verluste 165 Qualitätsfähigkeit 164 f, 174 f, 195 Qualitätsgrenzlage 199, 201, 204

28 660 Sachwortverzeichnis Qualitätskontrolle 23, 26, 191, 214, 223, 232, 252, 447, 449, 451 Qualitätslenkung 161, 191 Qualitätsmanagement 28, 160 ff, 168, 170, 172 ff, 178, 180, 182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 196, 198, 200, 202, 204, 242 Qualitätsmanagementsystem 164 Qualitätsplanung 161, 184, 189 Qualitätssicherung 22, 160 f, 171, 211, 250, 578, 620 Qualitätsverbesserung 161 Quanten 581 Quarzglasglockenreaktor 43 Quarzresonator 513 ff Quecksilberdampflampe 300, 339 R Rakelverfahren 597 RAM 21, 105 Randentlackung 295, 297 Rasterkraftmikroskop 213, 227 Raumladung 86, 95, 111, 363, 578, 604 f RCA standard clean 346 RCA-Reinigung 346 Reaktives Ionenstrahlätzen 342, 367 Reaktives Ionenätzen 342, 364 Reclaim-Wafer 51 Redeposition 357 Reduction Lens 330, 332 Reduction Stepper 330 Reduktionsabscheidung 274 f Reflexionsspektroskopie 215, 217 f Reflowlöten 441 f, 444, 446, 453 Rehydrieren 299 f Reinraumtechnik 68, 116 ff, 121, 123 ff, 157 Reinstwassertechnik 135 Rekombination 94, 283, 456, 458, 471, 542 f Relative Luftfeuchtigkeit 300 Reluktanz 535 Remote-Plasmaverfahren 363 Resistivity 250 Resonanzfrequenz 513 ff Ressourcen 40, 160 ff, 173, 178 f, 181, 202 f Reticle 328 ff, 336 Reticle Stage 328 ff, 332 f Rework 284, 316 Rezipient 148, 263, 265, 269 f, 361 Rheologie 620 f RIBE 342, 354 f, 364, 367 Richardson-Konstante 629 RIE 316, 354, 361, 364 f, 367, 481 ff, 487, 562 Ringresonator 554 ff, 592 Ringspule 92 Ritzen 403, 405 Röntgenbremsstrahlung 224 Röntgenfluoreszenz 224 f Röntgenlithographie 337 f, 340 Röntgenstrahlung 212 ff, 223 ff, 227, 337, 578 Rückluftebene 116, 122 f, 127, 132 Rückseitenmetallisierung 401 f, 459, 479 Rückseitenmikroskop 326 S Sägen 40, 48 f, 67, 143, 403 ff, 414, 452, 466, 595 Salpetersäure 50, 133, 346, 349 f, 402 Salzsäure 131, 133, 269, 350 Sättigungsbereich 109, 609 ff Scannerspiegel 484 f, 487, 489, 569 f, 572 ff, 592 sccm 258 f, 264 Schattenmasken 548 Scheiben 19, 48 f, 51 f, 71, 113, 119, 147, 242 f, 246 f, 254, 257, 286, 375, 402 f, 484, 487, 490, 563 Schertest 223, 447, 450 ff Schichterzeugung 230 ff, 548 Schichtwachstum 261, 263, 277 Schichtwiderstand 76, 79, 85 f, 250 f, 386 Schleifen 52, 93, 378, 402 ff, 479, 486 Schleuderkurve 296 f Schmiedbarkeit 64 Schottky-Defekte 56 Schottky-Diode 98 f, 602 ff, 628 Schottky-Effekt 603