Untersuchung des Einflusses von Probenpräparationsverfahren auf die mechanische Spannung im Silizium mittels Raman-Spektrometer

Abstract

Die Doktorarbeit gliedert sich in zwei große Bereiche. Der erste Teil befasst sich mit der Leistungsfähigkeit bzw. den Grenzen des konfokalen Raman-Mikroskops bezüglich der Spannungsmessungen. Für die quantitative Bestimmung der Spannung ist die Kenntnis einiger Geräteparameter notwendig. Dazu gehören zum Beispiel die Stabilität der Laserleistung, die Verschiebung des Silizium-Peaks durch thermische Einflüsse und die Laserleistung auf der Probe. Im zweiten Teil der Doktorarbeit werden die Einflüsse unterschiedlicher Probenpräparationsverfahren auf die mechanischen Spannungen im Silizium untersucht. Ziel war es, ein fertig aufgebautes elektronisches Bauteil so zu präparieren, dass der ursprüngliche Spannungszustand im darin enthaltenen Siliziumchip nur geringfügig beeinflusst wird. Zu allen Versuchen wurden Simulationen mit Hilfe des Finite-Elemente-Programms ANSYS durchgeführt, um die Plausibilität der Messungen und der daraus abgeleiteten Spannungswerte analytisch zu überprüfen.

The thesis is divided into two major topics. The first part deals with the performance respectively the limitations of the confocal Raman microscope regarding stress measurements. For the quantitative determination of the mechanical stress the knowledge of some device parameters are necessary. These includes for example the stability of the laser power, the shift of the silicon peak due to thermal effects and the laser power on the sample. In the second part of the thesis the influences of different sample preparation methods on the mechanical stresses in the silicon are investigated. The aim was to prepare a finished electronic component in such a way that the original stress state in the silicon chip is only slightly affected. Simulations were performed for all experiments using the finite element program ANSYS in order to analytically check the plausibility of the measurements and the stress values derived from them.