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Georg-Waeber-Innovationspreis

Charakterisierung von SiC-Wafern mit Röntgentopographie

2. November 2023, 8:46 Uhr | Heinz Arnold

Dr. Michael Hippler, Geschäftsführer der Rigaku Europe SE, Dr. Christian Reimann und Dr. Christian Kranert vom Fraunhofer IISB mit ihren Preisurkunden vor dem Rigaku XRTmicron Röntgentopographiegerät im Center of Expertise for X-ray Topography am IISB.

Ein Forschungsteam von Rigaku und vom Fraunhofer IISB hat gemeinsam eine einzigartige, industrietaugliche Charakterisierungsmethode für Halbleitermaterialien realisiert und damit den Georg-Waeber-Innovationspreis 2023 gewonnen.

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Dabei wurde erstmalig der Aufbau des Röntgentopographiesystems mit der Entwicklung entsprechender Algorithmen zur Fehlererkennung und -quantifizierung kombiniert. Das Verfahren eignet sich optimal für Siliziumkarbid (SiC). Die Wissenschaftler Dr. Kranert und Dr. Reimann vom Fraunhofer IISB sowie Dr. Hippler, Geschäftsführer Rigaku Europe, wurden für diese Leistung mit dem Georg-Waeber-Innovationspreis 2023 des Förderkreises für die Mikroelektronik e.V. ausgezeichnet.

Als »Center of Expertise for X-ray Topography« betreiben Rigaku und das Fraunhofer IISB am Hauptstandort des IISB in Erlangen ein gemeinsames Joint Lab. Hier ist es den Forschenden gelungen, Röntgentopographie und Fehlererkennungssoftware miteinander zu verknüpfen, um die Qualitätskontrolle SiC-basierter Leistungselektronik bereits auf Substrat- und Kristallebene zu ermöglichen. Durch den Einsatz von Röntgentopographie können Defekte auf der kompletten Waferoberfläche zerstörungsfrei, schnell, hochauflösend und mit hoher Durchsatzrate charakterisiert werden. In der Industrie hingegen werden Wafer zur Charakterisierung aktuell häufig geätzt und entsorgt. Das neue Verfahren verspricht also nicht nur erhebliche Kosteneinsparungen, sondern auch eine Effizienzsteigerung bei der Herstellung von SiC-Leistungselektronik.

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Der Erfolg dieser gemeinsamen Innovation zeigt sich auch darin, dass Rigaku in weniger als zwei Jahren erfolgreich einen neuen Geschäftsbereich erschließen konnte und nun weltweit der führende Anbieter von XRT-Tools im Bereich der Herstellung von SiC-Substraten und -Geräten ist. Auf Basis der in Deutschland entwickelten Technologie erfüllt diese Messmethode alle Voraussetzungen für eine gemeinsame, weltweite Standardsprache für Substrat- und Gerätehersteller zur Spezifikation und Kontrolle der Substratqualität in Produktion und Forschung.

Der innovative messtechnische Ansatz wurde maßgeblich von Dr. Michael Hippler, Geschäftsführer der Rigaku Europe, und Dr. Christian Kranert mit Dr. Christian Reimann, beide Gruppenleiter am Fraunhofer IISB, vorangetrieben. Die Wissenschaftler wurden für den Georg-Waeber-Innovationspreis 2023 des Förderkreises für die Mikroelektronik e.V. ausgewählt, den sie am 25. Oktober 2023 bei der Preisverleihung am IISB in Erlangen entgegennahmen. Der Preis wird jährlich für herausragende wissenschaftliche Leistungen verliehen. Bei der Beurteilung durch die Jury wird insbesondere der Erkenntnisfortschritt für die Mikrotechnologie berücksichtigt und Wert auf die praktische Verwertung durch die Wirtschaft gelegt.