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Entwicklung eines hochtemperaturfesten Kondensators für die Mikrosystemtechnik

Development of a high temperature resistant capacitor for micro systems technology
 
: Celik, Yusuf; Goehlich, Andreas; Jupe, Andreas; Vogt, Holger

VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro- und Feinwerktechnik -GMM-; VDI/VDE Innovation+Technik, Berlin:
MikroSystemTechnik Kongress 2013. CD-ROM : Von Bauelementen zu Systemen; 14. - 16. Oktober 2013 in Aachen
Berlin: VDE-Verlag, 2013
ISBN: 978-3-8007-3555-6
ISBN: 3-8007-3555-5
pp.834-836
MikroSystemTechnik Kongress <2013, Aachen>
German
Conference Paper
Fraunhofer IMS ()
MEMS-Bauteile; Kondensator; Leistungselektronik; high-k Materialien; Atomlagenabscheidung (ALD); MEMS devices; capacitance; power electronics; high-k materials; atomic layer deposition (ALD)

Abstract
In diesem Beitrag wird die Entwicklung eines Trench-Kondensators für den Einsatz bei hohen Temperaturen vorgestellt. Kritische Punkte bei der Entwicklung eines Kondensators bei erhöhten Temperaturen um 300 °C sind hohe Leckströme und Frühdurchbrüche, welche durch die verschiedenen Prozessschritte, wie das Trockenätzen der Strukturen oder die abgeschiedenen Isolatorschichten induziert werden können. Ergebnisse aus vorläufigen Ätzversuchen zeigen erste Erfolge bzgl. der Seitenwandwelligkeit der Kantenwände. Außerdem kann gezeigt werden, dass die im Prozess genutzte Atomlagenabscheidung der Isolatorschichten sehr konform sind mit Nichtuniformitäten im Bereich von 1 %. Erste elektrische Messungen an planaren flächigen Teststrukturen ergeben, dass Kapazitäten im Bereich von wenigen zehn nF erreicht werden bei Variation der Spannung von -6 V bis +6 V. Die Durchbruchsspannung liegt hier bei ca. 2.8 V. Weitere Schritte zur Verbesserung der Parameter werden diskutiert.

 

In this contribution the development of a trench-capacitor for the use at temperatures around 300 °C is presented. To overcome high leakage currents and low breakdown voltages induced by dry etching step or deposition of isolator layers several concepts are presented. Preliminary etching results show sufficient low lateral scalloping. Further, it is shown that the dielectric layers generated by atomic layer deposition exhibit a good conformity and uniformity with a non-uniformity about 1 %. Preliminary electrical measurements with planar test structures give capacitances of a few ten nF for a bias variation between -6 V and 6 V. The breakdown voltage is 2.8 V. Further steps for improvement are discussed.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-266539.html