Mikrominiaturisierung

Mikrominiaturisierung,

 

Verkleinerung (Miniaturisierung) der Strukturelemente monolithischer integrierter Schaltungen bis an die Grenzen der Maskentechnik, die durch Beugung der verwendeten Strahlen gegeben ist. Mit Lichtoptik erreicht man Strichbreiten < 0,2 μm, mit Röntgenstrahlbelichtung < 0,1 μm und mit Elektronenstrahlbelichtung < 50 nm.

 

Der große Anstieg des Integrationsgrades monolithischer Schaltkreise ist auf gleichzeitige Fortschritte auf verschiedenen Gebieten zurückzuführen: 1) Die Perfektion der Si-Einkristalle, die als Ausgangsmaterial für die Bauelemente dienen, ist durch laufende Prozesskontrolle bei der Züchtung erhöht worden, sodass der Einzelchip erheblich vergrößert werden konnte. 2) Die Abmessungen der Schaltungskomponenten sind durch Optimierung der Schaltungsentwürfe (CAD), der Fertigungsabläufe und durch neu entwickelte Techniken im Bereich der Epitaxie, Dotierung, Lithographie und des Plasmaätzens reduziert worden. 3) Platz sparende Konzepte sind besonders durch die Weiterentwicklung der MOS-Technik und die Ausnutzung verschiedener Halbleitereffekte zur Erzeugung der gewünschten Funktionen verwirklicht worden. Da bei hoher Integrationsdichte einzelne Halbleiterzonen gleichzeitig mehreren Bauelementen angehören, in denen sie oft unterschiedliche Funktionen ausüben, ist eine eindeutige Abgrenzung in individuelle Bauelemente, Schaltungen oder Systemfunktionen oft nicht mehr möglich. Die Zahl der Metallleitungen und Metall-Halbleiter-Kontakte konnte verringert werden, was zur Erhöhung der Zuverlässigkeit beiträgt. Weitere durch die Mikrominiaturisierung elektronische Schaltkreise erzielte Vorteile liegen in der Verkürzung der Schaltzeiten und Erhöhung der Grenzfrequenz infolge kürzerer Verbindungen auf dem Chip sowie in der Reduzierung des Leistungsverbrauchs. (integrierte Optik, Mikrosystemtechnik, Mikrotechnik)