Elektronik und Halbleiter

Die Fortschritte in der Materialforschung und der Halbleitertechnik haben unsere Lebensweise von Grund auf verändert. Sie haben in fast jedem Bereich unseres täglichen Lebens die Entwicklungen vorangetrieben. Denken Sie beispielsweise an Smartphones, intelligente Wearables und Spielzeuge, Laptops, drahtlose Netzwerke, Infotainmentsysteme, Autos und intelligente Messgeräte.

Die industrielle Fertigung für elektronische Anzeigen, Datenspeicherung und HF-Filtertechnologie hat sich rasant weiterentwickelt, und die Steigerungsraten folgen dem Mooreschen Gesetz. Fortschrittliche Technologien ermöglichen nun die Abscheidung von mehrlagigen Strukturen mit Einzelschichten bei Dicken im Mikronbereich bis hin zu Monolayerschichten.

Zu den typischen Materialien, die bei modernen Dünnschichtartikeln zum Einsatz kommen, gehören Halbleiter, Metalllegierungen, Dielektrika, Oxide und Polymere. Dies erfordert eine genaue Überwachung und Kontrolle der Geräteparameter mithilfe diverser Untersuchungsverfahren. Ebenso wichtig ist eine genaue Kontrolle der Prozessmaterialien wie der CMP-Pasten, die ein unverzichtbarer Bestandteil bei der Herstellung von Dünnschichtartikeln sind.

Dünnschichtprodukte werden in der Regel in einem komplexen mehrstufigen Fertigungsprozess hergestellt. Röntgenfluoreszenz (RFA) und Röntgendiffraktion (XRD) sind integrale Bestandteile eines solchen Herstellungsprozesses, um bei jedem Schritt wichtige Dünnschichtparameter zu überwachen und zu steuern. Elektronische Anzeigen nutzen unterschiedliche Technologien wie Flüssigkristalle, Pigmentdispersionen, Quantenpunkte und OLEDs. In den meisten Fällen spielen Partikelgröße und -form eine wichtige Rolle und erfordern eine zuverlässige Charakterisierung. Bei OLEDs ist eine strenge Kontrolle der Polymereigenschaften wie Größe und Molekulargewicht von entscheidender Bedeutung für die Anzeigequalität.

Analyselösungen für die Elektronikbranche

Malvern Panalytical ist eng mit der Elektronikbranche verbunden und verfügt über eine breite Palette an Lösungen für die gesamte Wertschöpfungskette:

XRF (2830 ZT) liefert Informationen zu Dicke und Zusammensetzung für eine Vielzahl von Dünnschichten, mit Kontaminationen, Dotierungsgraden und Oberflächenbeschaffenheit bei Wafern bis zu 300 mm Größe.
XRD (X'Pert3 MRD und X'Pert3 MRD XL) liefert absolute, kalibrierungsfreie und genaue Informationen über das Kristallwachstum und Informationen zu Materialzusammensetzung, Schichtdicke, Gradierungsprofil sowie zur Phasen- und Kristallqualität.
Die beugung (Mastersizer) misst die Partikelgrößenverteilung in Pulver- und Pastendispersionen, z. B. in CMP-Pasten und Materialien für elektronische Anzeigen.
Die Bildgebung (Morphologi 4) analysiert die Partikelform und -morphologie mittels automatisierter Bildgebung.
Das Zetapotenzial (Zetasizer Linie) bestimmt durch die Messung des Zetapotenzials die Stabilität von Pasten, die in der Elektronikindustrie verwendet werden. Es misst auch die Partikelgröße in Nanopartikel-Suspensionen.
RFA (Epsilon 4): Analyse der chemischen Zusammensetzung von Rohstoffen und Fertigprodukten sowie RoHS/WEEE-Analyse von elektronischen Bauteilen.
XRD (Aeris): Phasenanalyse von kristallinen Rohstoffen und Fertigprodukten in der Elektronikindustrie.