Materialien und Prozesse der Halbleiterfertigung

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Eine spannende Mischung

Nach mehrjähriger Verzögerung setzt Intel mit den Alder-Lake-Prozessoren endlich auf moderne 10-nm-Fertigung im Desktop. Das bringt nicht nur kleinere Strukturen, sondern auch den Einsatz eines neuen Materials mit sich: Die Verbindungsleitungen in den unteren Metallschichten des „Intel 7“-Prozesses bestehen aus Kobalt (alternativ auch zu Deutsch „Kobalt“) statt aus Kupfer. Das in CPUs neue Metall soll klare Vorteile bringen, wirft aber gleichzeitig eine selten beachtete Frage auf: Welche Materialien kommen eigentlich in Chips zum Einsatz und wie genau werden sie umgesetzt?


Hier ist eine gewisse Vorsicht geboten, denn während Intel gerne Details der eigenen Produktion medienwirksam präsentiert, ist dies bei anderen Foundries weniger oder gar nicht der Fall. Bei diesen ist man daher auf Fachberichte angewiesen, aus denen oft nicht klar hervorgeht, ob ein konkretes Produkt, ein geplanter, zukünftiger Prozess oder nur allgemeine Grundlagenforschung gemeint ist. Dies sorgt dafür, dass Intel aufgrund der relativ guten verfügbaren Informationen sehr oft im folgenden Artikel auftaucht. Die besprochenen Entwicklungen sind jedoch zumindest teilweise bei den anderen Gießereien im Einsatz oder in Arbeit. Zu bedenken ist auch, dass es bereits eine Vielzahl möglicher und geplanter Materialien in der Halbleiterfertigung gibt, die den Rahmen dieses Artikels sprengen würden. Der Fokus liegt daher nur auf wenigen Entwicklungen, anhand derer die Möglichkeiten und Probleme neuer Materialien verdeutlicht werden können.












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Folgende Themen sind im Artikel zu finden:

  • Aus Kobalt und Ruthenium
  • Aus Hafnium und Titan (Aluminium) Nitrid
  • Materialauswahl und Schichtherstellung






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