TANAKA PRECIOUS METAL GROUP unterstützt die Miniaturisierung von Chipverdrahtungen und fördert das Recycling. Von allgemeinen Anwendungen bis hin zu hochmodernen Technologien unterstützen Edelmetalle die Zukunft der Halbleiter (P2).

Sicherstellung einer stabilen Versorgung mit seltenen Materialien

Die TANAKA PRECIOUS METAL GROUP hat eine lange Geschichte der Beteiligung am Geschäft mit Halbleiterprodukten, die bis in die 1960er Jahre zurückreicht. Dies begann mit der Lieferung von Golddraht für Transistoren, der eine hohe elektrische Leitfähigkeit und chemische Stabilität aufweist und leicht zu verarbeiten ist. Heute hat TANAKA einen erstklassigen Marktanteil weltweit bei der Lieferung von Bonding-Draht für Halbleiter, einschließlich Kupfer- und Aluminiumprodukten.

Da die Nachfrage nach Halbleitern weiterhin wächst, haben die Mineralien, aus denen Edelmetalle gewonnen werden, begrenzte Produktionsregionen und -mengen. Nur eine Gruppe von Edelmetallfachleuten, wie die Gruppe, kann die Rolle übernehmen, die erforderlichen Edelmetallmaterialien in den notwendigen Mengen und rechtzeitig bereitzustellen.

Da Edelmetalle selbst in der Lieferkette selten sind, sind Produktions- und Vertriebssysteme mit Recyclingansatz von größter Bedeutung. Das Recycling von Edelmetallen gehört zu den Kerngeschäften der Gruppe, die den weltweiten Ausbau von Recyclinganlagen fördert. „Das Recycling von Edelmetallkomponenten aus Produktionsabfällen und ausgedienten Halbleitern ist für unser Unternehmen, das mit seltenen Materialien arbeitet, eine Grundvoraussetzung“, so Tsutomu Yamashita, der bei TANAKA ELECTRONICS die Entwicklung von Bonddrähten leitet. Um den aktuellen gesellschaftlichen Anforderungen gerecht zu werden, bietet TANAKA ELECTRONICS auch Goldbonddrähte aus 100 % recyceltem Material an. Die Gruppe zählt somit zu den Vorreitern im Bereich des Materialrecyclings.

Während die Drahttechnologie für allgemeine Chips in einer Phase der Reife ist, ist die Einführung neuer Technologien für Leistungshalbleiter unerlässlich. Da große Ströme verwendet werden, wurde oft Aluminiumdraht, der kostengünstig ist und dicke Verdrahtungen bilden kann, eingesetzt. Mit der praktischen Anwendung von SiC (Siliziumkarbid)-basierten Geräten und verbesserter Wärmebeständigkeit hat jedoch der Einsatz von dickem Kupferdraht begonnen.

Zuverlässiges Drahtbonden ist wichtig für das Bonden von Drähten. Je nach Material kann Härte oder Weichheit erforderlich sein, und es ist notwendig, das Material zu temperieren, um es einfacher zu handhaben und gleichzeitig seine Eigenschaften zu nutzen. Die Gruppe hat ein System zur Entwicklung und Lieferung von Drähten gemäß den Kundenbedürfnissen unter Verwendung ihrer einzigartigen Technologien und ihres Know-hows etabliert.

Bonddrahte

Montagematerialien, die in der Massenproduktion von allgemeinen Produkten weit verbreitet sind,
Bonding Wire

Bonding-Draht ist ein leitfähiger Draht, der die Elektroden auf Halbleiterchips mit Gehäusen und Anschlussrahmen verbindet. Golddraht wurde seit den Anfängen der Halbleiterindustrie hauptsächlich verwendet, aber gegenwärtig wird, mit Ausnahme einiger Multilayer-Speicher- und Automobilgehäuse, Kupferdraht mit Palladiumbeschichtung verwendet. In den letzten Jahren haben unter den fortschrittlichen Chips Montagesysteme, die nicht auf Wire Bonding basieren, wie Bumps, begonnen, verwendet zu werden; jedoch wird Wire Bonding nach wie vor weit verbreitet eingesetzt, insbesondere für Produkte mit allgemeinem Verwendungszweck. Die Nachfrage nach Drähten wächst weiterhin mit einer Rate von mehreren Prozent pro Jahr.

Die Entwicklung von Halbleitern mit der Kraft von Edelmetallen unterstützen.

Andererseits gibt es Erwartungen an die Verwendung neuer Edelmetalle in der Entwicklung von hochmodernen Chips in naher Zukunft.

Die Breite der feinsten Verdrahtungen, die auf Chips im 1,4-nm-Knoten gebildet werden, wird weniger als 10 nm betragen, und anstelle von Kupferverdrahtungen wird die Einführung von Rutheniumverdrahtungen in Betracht gezogen. Da die Verdrahtungen feiner werden, wachsen die Erwartungen an Ruthenium, da es einen geringeren elektrischen Widerstand und bessere Eigenschaften als Kupfer aufweist, die weniger wahrscheinlich eine Diffusion in Hochtemperaturumgebungen während des Betriebs verursachen.

Die TANAKA PRECIOUS METAL GROUP entwickelt und liefert Vorläufer, die Materialien zur Bildung von Ruthenium-Dünnfilmen mittels CVD (Chemical Vapor Deposition) und ALD (Atomic Layer Deposition) sind. Eines ihrer proprietären Produkte, TRuST, hat einen extrem hohen Dampfdruck und kann hochwertige Ruthenium-Dünnfilme mit hoher Uniformität und Beschichtungseigenschaften in den feinen, tiefen Rillen auf Chips bilden. "Die Methoden und Bedingungen zur Filmbildung variieren je nach Halbleiterhersteller, und die erforderlichen Spezifikationen für Vorläufer unterscheiden sich erheblich. Daher ist eine enge Zusammenarbeit mit Partnerunternehmen und Ausrüstungsherstellern unerlässlich. Wir entwickeln seit über 20 Jahren Vorläufer und sammeln Technologie. Mit der jüngsten Entwicklung der Halbleiter habe ich das Gefühl, dass die Zeit endlich gekommen ist, dass diese Technologie in der Gesellschaft gedeihen kann," sagt Hirofumi Nakagawa von TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES.

Ruthenium ist ein kostbares Metall, das weit seltener ist als Gold und Platin. Darüber hinaus ist die effektive Ausnutzungsrate von Ruthenium während der Produktion von Vorläufern und bei den Filmabscheidungsprozessen im Vergleich zur verwendeten Menge ebenfalls niedrig. Das Unternehmen hat Technologien zur Rückgewinnung und Wiederverwendung etabliert und ist in der Lage, Gesamtlösungen anzubieten.

„In der Halbleiterindustrie, die sich technologisch und wirtschaftlich stetig wandelt, ist es unserer Ansicht nach von größter Wichtigkeit, schnell und präzise auf Marktentwicklungen zu reagieren. Wir werden die Bedürfnisse der Zeit erkennen und die Wünsche unserer Kunden genau verstehen, um Lösungen anzubieten, wie sie nur ein Team von Edelmetallexperten bieten kann“, so Naoko Abe von TANAKA HOLDINGS. Die Präsenz der Gruppe in der Halbleiterindustrie dürfte weiter wachsen.

Vorläufer

Wesentlich für die Miniaturisierung von Chipverdrahtungen
Vorläufer für die Filmbildung

Vorläufer bezieht sich auf eine Substanz, die als Vorstufe zur Erzeugung einer Zielsubstanz in Prozessen wie der Filmformation dient. In Prozessen der Filmformation, die Methoden wie CVD und ALD verwenden, werden flüssige Vorläufer organometallischer Verbindungen gasförmig gemacht und in die Kammer eingeführt, wo sie gleichzeitig mit anderen Substanzen eingeführt und Wärme, Plasma, Sauerstoffgas, Wasserstoffgas usw. ausgesetzt werden, um sie zu zersetzen und metallische Reaktionen durchzuführen, um dünne Filme zu bilden. Sauerstoff und Wasserstoff werden als Reaktionsgase verwendet, um die Reaktionen zu fördern. Bei der Bildung von dünnen Filmen für die Verdrahtung ist es notwendig, Vorläufer mit hohem Dampfdruck nach der Gasifizierung zu verwenden, die in der Lage sind, dünne Filme gleichmäßig in feinen, tiefen Rillen zu bilden.

Dieser Artikel ist eine Wiederveröffentlichung einer Artikelanzeige, die in NIKKEI CROSS TECH (PR) ab dem 25. November 2024 veröffentlicht wurde, mit Genehmigung von Nikkei BP.