Grundlegende Untersuchung der Mechanismen des Ultraschall-Wedge-Wedge-Bondens durch Änderung der Topographie

Die Ultraschall-Drahtbondtechnik wird in der Mikroelektronik seit mehr als einem halben Jahrhundert angewendet. Dennoch sind die zugrundeliegenden Mechanismen nicht vollständig verstanden, was eine weitere Verbesserung dieser Technik verhindert. Der Kern des Projektes besteht in dem Auffinden noch unbekannter Mechanismen sowie der Untersuchung ihres Einflusses auf den Bondprozess. Insbesondere die Reibung und die Materialerweichung beim Ultraschall-Bonden bilden hierbei die Schwerpunkte. Sie spielen eine bedeutende Rolle in der Metalloxidentfernung und dem Entstehen der Mikroverschweißungen, deren Bildungsgeschwindigkeit und Stabilität nachvollzogen werden soll.

Die Projektbearbeitung umfasst eine umfassende Versuchsplanung zur Bestimmung des Einflusses unterschiedlicher Prozessparameter sowie die Erstellung eines empirischen Modells zur Vorhersage der Metaloxidveränderungen und der Rauheitsänderung der Kontaktstellen in Abhängigkeit von der Bondzeit. Ziel dieses Modells ist es, im Vorfeld eine Bewertung der zu erwartenden lokalen und globalen Bondqualität zu ermöglichen. Weiterhin werden basierend auf der Parameterstudie neue Topographien auf dem Substrat als auch auf dem Draht hergestellt und ausgewertet, um eine Verbesserung der Bindungsgeschwindigkeit und -qualität zu erreichen.

Alle Ergebnisse werden einen grundlegenden Einblick in die Bindungsmechanismen geben und so die Lücken zu einem vollständigen Prozessverständnis schließen.