Halbleitertechnologie von A bis Z

Alles über Halbleiter und die Waferfertigung

10 µm → 2 nm

10 µm 3 µm 1,5 µm 1 µm 800 nm 600 nm 350 nm 250 nm 180 nm 130 nm 90 nm 65 nm 45 nm 32 nm 22 nm 16 nm 11 nm 7 nm 5 nm 3 nm 2 nm

1,5 µm

Der 1,5-µm-Prozess bezieht sich auf die Fertigungstechnologie, die ab 1982 bei den führenden Halbleiterherstellern zum Einsatz kam. An diesem Knoten wechselt die Fertigung an mehreren Stellen gleichzeitig das Verfahren, weil die bisherigen Methoden physikalisch auslaufen.

Beim Strukturieren ersetzt das Trockenätzen im Plasma das nasschemische Ätzen. Nassätzen wirkt in alle Richtungen gleich stark, unterhöhlt also den Fotolack; bei 1,5 µm ist der dadurch entstehende Fehler nicht mehr vernachlässigbar. Plasmaverfahren lassen sich dagegen so führen, dass sie überwiegend senkrecht in die Schicht hineinätzen.

In der Lithografie treten Wafer-Stepper an die Stelle der Ganzfeldprojektion. Sie belichten nicht mehr den ganzen Wafer auf einmal, sondern Feld für Feld über eine verkleinernde Optik. Die Maske trägt die Struktur damit fünf- oder zehnfach vergrößert, was ihre Herstellung entspannt, und jedes Feld wird einzeln fokussiert und ausgerichtet.

Beim Dotieren verdrängt die Ionenimplantation die Diffusion aus dem Ofen. Sie erlaubt es, Dosis und Tiefe getrennt voneinander einzustellen, und arbeitet bei niedrigen Temperaturen, sodass bereits fertige Strukturen nicht verschmieren. Parallel beginnt der Übergang zu CMOS: die Verlustleistung reiner NMOS-Schaltungen wächst mit der Integrationsdichte so stark, dass die Wärmeabfuhr zum begrenzenden Faktor wird.

Prozessoren in 1,5 µm (Auswahl):
  • Intel 80286 (1982), 134.000 Transistoren
  • Intel 80386 (1985, Markteinführung)
  • Motorola 68020 (1984)