Röntgen-Mikroskopie gegen Defekte in gestrecktem Silizium

Neue Methode entdeckt periodisch wiederkehrende Fehler

US-Forscher haben eine neue Methode entwickelt, um die Ausbeute bei Halbleitern aus "strained silicon" zu verbessern. Ihnen ist es erstmals gelungen, sich wiederholende Unregelmäßigkeiten in den verschiedenen Schichten eines Wafers sichtbar zu machen.

Artikel veröffentlicht am 10. Juli 2006, 14:10 Uhr, Nico Ernst

So genanntes "strained silicon" - oder gestrecktes Silizium - ist einer der aktuellen Tricks, um die Schaltgeschwindigkeit von Transistoren zu erhöhen. Dabei wird der Gitterabstand des Siliziums erhöht, wodurch die Elektronen leichter fließen können. AMD und Intel setzen dieses Verfahren seit ihren 90-Nanometer-Prozessen ein.

Wiederkehrende Defekte werden als weiße Linien dargestellt Ein Problem bei der Herstellung von gestrecktem Silizium sind in bestimmten Abständen des Halbleiters auftretende Unregelmäßigkeiten, die in dreidimensionaler Darstellung wie Sanddünen aussehen - die Gitterstruktur, bzw. deren Abstände, sind nicht exakt gleichmäßig. Solche Unregelmäßigkeiten lassen sich aber, wenn sie nur in inneren Schichten eines Multi-Layer-Wafers auftreteten, nur schwer diagnostizieren.

Forscher des "National Institute of Standards and Technology" (NIST) haben nun eine Methode entwickelt, mit der sie in einzelne Schichten eines Halbleiters blicken können. Dazu werden Wafer in einem extrem flachen Winkel mit Röntgenstrahlung beschossen, abhängig vom Reflexionsverhalten an den Grenzschichten der Layer lassen sich dann die Bilder erzeugen. Die Wissenschaftler stellten dabei fest, dass sich, wie in einer Falte von aufeinander gestapelten Laken, die Fehler quer durch alle Layer des Wafers ziehen.

Das Verfahren wurde in der Ausgabe 88 des Fachblattes "Applied Physics Letters" vorgestellt. Wann es in der Halbleiterfertigung eingesetzt werden kann, steht noch nicht fest.