Masterarbeit Entwicklung von Techniken zur anisotropen & isotropen Tiefenätzung von Siliciumkarbid

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Siliziumkarbid (4H-SiC) ist aufgrund seiner elektrischen und thermischen Eigenschaften das Material der Wahl für integrierte Bauelemente der Leistungselektronik und die Verfahren zur Realisierung solcher Bauelemente sind weitgehend etabliert. Neben dieser Anwendung wird Siliziumkarbid aufgrund seiner außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften aber zunehmend auch für mikromechanische Bauelemente interessant. Die Realisierung solcher Bauelemente stellt aber besondere Herausforderungen an die Fertigungstechniken, die noch nicht vollständig gelöst sind.

Diese Masterarbeit wird zusammen vom Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente (LEB) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und dem IISB betreut. Im Rahmen der Arbeit soll konkret untersucht werden, mit welchen Ätztechniken und -prozessen Strukturen für mikromechanische Komponenten aus Siliciumkarbid (SiC), genauer 4H-SiC, hergestellt werden können. Besonderer Fokus liegt dabei sowohl auf den zu erzielenden Ätzraten als auch auf die jeweils erreichbaren Geometrien: Ziele sind hier auf der einen Seite grundsätzlich hohe Ätzraten für den notwendigen Volumenabtrag, auf der anderen Seite aber auch eine gezielte Formgebung mittels anisotropem oder isotropem Materialabtrag, bei jeweils möglichst hoher Homogenität über die zu strukturierenden Wafer. Beide Anforderungen stellen große Herausforderungen an die üblicherweise am LEB/IISB eingesetzten Ätzprozesse dar. Neben einer umfassenden Literaturrecherche zur Strukturierung von 4H-SiC und der Bewertung der jeweiligen Ansätze für die Anwendung am LEB/IISB liegt der Schwerpunkt auf der experimentellen Planung und Durchführung von Strukturierungsprozessen an entsprechenden 4H-SiC-Wafern mit dem Ziel der Optimierung derselben. Die entsprechenden Arbeiten werden im Reinraum der Universität stattfinden, konkret vor allem an Anlagen zum reaktiven Ionenätzen (RIE). Abschließend soll eine Bewertung inklusive Potenzialabschätzung bzgl. einer produktnahen Realisierbarkeit von mikromechanischen Bauelementen aus 4H-SiC mit den am LEB/IISB zur Verfügung stehenden Strukturierungsverfahren erfolgen.