Herstellung von Kupfermetallisierungen auf Leistungsbauelementen mittels kaltaktiven Atmosphärenplasmas

Vorhabenbeschreibung:

Ziel des Projektes ist es, die Lebensdauer von Leistungsmodulen zu erhöhen. Die für die Oberseitenkontaktierung der Bauelemente eingesetzte Al-Drahtbondung soll durch eine Cu-Drahtbondung ersetzt werden. Dafür ist es erforderlich, dass auf die Chip-Oberseite eine Metallisierung aufgebracht wird, welche das Cu-Drahtbonden ermöglicht. Es gilt als Konsens, dass Kupfer hierfür ein geeignetes Material ist. Die Cu-Abscheidung mittels kaltaktiven Atmosphärenplasmas gilt dafür als aussichtsreiches, kostengünstiges Verfahren. Das Vorhaben ist in fünf Arbeitspakete unterteilt. Im ersten Arbeitspaket werden die Plasmadust®-Schichten für die vorgesehene Anwendung optimiert. Im zweiten Arbeitspaket wird ein Strukturierungsverfahren entwickelt, das im dritten Arbeitspaket auf Bauelemente übertragen wird. Im vierten Arbeitspaket werden Leistungsmodule aufgebaut, die im fünften Arbeitspaket nach Absprache mit dem PA qualifiziert werden. Mit der Herstellung von Cu-Schichten mittels Plasmadust®-Verfahren wird eine Schnittstellentechnologie innerhalb der gesamten Prozesskette vom Bauelement-Wafer bis zum Leistungsmodul erarbeitet, sodass dem PA ein vollständiger Prozessablauf zur Verfügung gestellt werden wird. Leistungselektronik ist ein Querschnittsthema, das viele und häufig mittelständige Industrien berührt. Leistungselektronik wird entlang der gesamten elektrischen Energieverteilungskette eingesetzt. Der Nutzen der Ergebnisse kommt überwiegend KMU zu Gute, die im Bereich der leistungselektronischen Packagingtechnologien, der Druck- und Passiviertechnik und der Material- und Anlagentechnik ihren Arbeitsschwerpunkt besitzen. Zykluszeiten und Herstellungskosten von leistungselektronischen Modulen, sowie Investitions- und Anlagenkosten werden durch dieses Vorhaben signifikant reduziert. Gleichzeitig lässt sich eine Erhöhung der Flexibilität aus prozess- und fertigungstechnischer Sicht und aus dem Blickwinkel der Zulieferer von Leistungsmodulen realisieren.