In kdschneider/tpt-goldbonder: Prozessoptimierung am tpt-Goldbonder

Probenherstellung {#sample-prep}

library(tidyverse)

Um den Einfluss des Wire-Bondens am tpt Gold-Bonder auf Gate-Durchbrüche zu untersuchen, wurden Chips mit Bondpads aus Gold/Chrom versehen. Hierfür wurden Chips aus Si/SiO~2~ verwendet. Diese wurden gereinigt, belackt und mittels Elektronenstrahllithografie "beschrieben". Anschließend wurden Bondpads aus Chrom/Gold aufgedampft. Die einzelnen Schritte werden im Folgenden genauer erläutert.

Reinigung {-}

Die Proben wurden zunächst wie folgt chemisch gereinigt:

• Schritt 1: 30s Aceton in Ultraschallbad.
• Schritt 2: In Aceton schwenken.
• Schritt 3: Mit Isopropanol spülen.
• Schritt 4: Mit Stickstoff trocknen.

Um organische Verunreinigungen zu entfernen, wurden die Proben im Anschluss zusätzlich für fünf Minuten bei 57% Leistung im (alten) Plasmaverascher gereinigt.

Spin-Coating {-}

Für die Lithographie wurde der positive e-Resist Lack CSAR der Firma Allresist verwendet. Um beim Spin-Coating eine möglichst gleichmäßige Schichtdicke zu erreichen wurden unterschiedliche Kombinationen der relevanten Parameter varriiert. Dies resultierte in den Parameterwerten aus Tabelle \@ref(tab:prep-spin), welche zuverlässig zu guten Ergebnissen führten.

knitr::kable(
  tribble(
    ~"Schritt", ~"RPM", ~"Ramp", ~"Dauer", ~"Tropfen",
    "1", "-/-", "-/-", "-/-", "1-2",
    "2", "4000", "800", "5", "-/-",
    "3", "4000", "-/-", "20", "1-2",
    "4", "6000", "800", "30", "-/-"
  ),
  caption = "CSAR Spin-Coating Parameter."
)

Nach dem Belacken kamen die Proben bei 150 deg C für 60s auf eine Heizplatte (Soft Bake).

Lithographie {-}

Dosis {-}

Um eine gute Dosis für CSAR zu finden, wurde ein Dose-Test von 40 bis 150 $\mu$C/cm^2^ durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass ab einer Dosis von ca. 50 $\mu$C/cm^2^ kein Unterschied zwischen verschiedenen Dosen mehr zu erkennen ist.

Das Datenblatt empfiehlt 65 $\mu$C/cm^2^. Da die Schichtdicke am Rand der Proben zunimmt, und die Proben meist flächendeckend mit Bondpads versehen wurden, wurde eine Dosis von 80 $\mu$C/cm^2^ verwendet.

Entwickeln {-}

• Schritt 1: 60s in Entwickler (AR 600-546).
• Schritt 2: 60s in Isopropanol schwenken.
• Schritt 3: Mit Isopropanol spülen.
• Schritt 4: Mit Stickstoff trocknen.

Bedampfen {-}

• Schritt 1: 30s in Remover (AR 600-71, Raumtemperatur).
• Schritt 2: Lift-Off.
• Schritt 3: Mit Isopropanol spülen.
• Schritt 4: Mit Stickstoff trocknen.

Aufkleben {-}

Die Chips wurden mit Kleber (?) auf einen Chipträger geklebt. Zum Aushärten des Klebers, wurden sie anschließend für 45 Minuten bei 150 Grad Celsius auf eine Heizplatte gelegt.

kdschneider/tpt-goldbonder documentation built on Feb. 5, 2022, 5:24 p.m.