Leiterbahn - Versionsgeschichte

imported>APPERbot: Bot: Artikel hat keine Einzelnachweise, leeren Abschnitt mit
2024-12-19T02:58:27Z

Bot: Artikel hat keine Einzelnachweise, leeren Abschnitt mit <references entfernt

Neue Seite
'''Leiterbahnen''' (auch '''Leitbahnen''' oder selten '''Leitungsbahnen'''; zu [[englische Sprache|englisch]] {{lang|en|[''electrical data''] ''lanes''}}) sind in der [[Mikroelektronik]] [[Elektrischer Leiter|elektrisch leitende]] [[Elektrische Verbindung|Verbindungen]] mit [[zweidimensional]]em Verlauf, d. h. in einer Ebene, der Leiterbahn- oder Metallisierungsebene. Sie werden zum Verbinden [[Elektronisches Bauelement|elektronischer Bauelemente]] auf [[Leiterplatte]]n und [[Integrierter Schaltkreis|integrierten Schaltkreisen]] eingesetzt und dienen dort zur [[Elektrischer Strom|Strom]]- bzw. [[Spannungsversorgung]], [[Datenübertragung|Signalübertragung]] und auch zur [[Wärmeleitung|Wärmeableitung]].

[[Datei:Aufbau CMOS-Chip 2000er.svg|mini|Schematischer Querschnitt durch einen [[CMOS]]-Chip vom Anfang der 2000er-Jahre. Zu sehen sind 5 Leiterbahnebenen aus Kupfer (orange), die durch elektrisch isolierende Ebenen mit VIAs aus Kupfer getrennt sind.]]

Leiterplatten für sehr einfache Schaltungen können unter Umständen mit nur einer Leiterbahnebene auskommen, die z. B. auf einer Seite einer Leiterplatte aufgebracht und strukturiert wurden. Doch können die wenigsten Schaltungen so stark [[Leiterplattenentflechtung|entflochten]] werden, dass sich bei nur einer Ebene keine Leiterbahnen kreuzen. Mit Ausnahme einiger Fertigungstricks, wie Überbrückungen einer Leiterbahn mithilfe eines [[Elektrisches Bauelement|Bauelement]]s, ist daher mindestens eine weitere Ebene notwendig, z. B. zweiseitige Leiterplatten.

Bei modernen, sehr komplexen Leiterplatten werden daher mehrlagige [[Mehrlagenplatine|Mehrebenen- bzw. Multilayer-Leiterplatten]] verwendet, bei denen sich Leiterbahnebenen und elektrisch isolierende Ebenen (z. B. [[faserverstärkter Kunststoff]]) abwechseln. Die Verbindung zwischen einzelnen Leiterbahnebenen erfolgt mithilfe vertikaler, elektrisch leitender Verbindungen, den [[Durchkontaktierung|Vias]] (englisch ''{{lang|en|vertical interconnect access}}'').

Bei integrierten Schaltkreisen werden die Leiterbahnebenen in der Regel immer nur auf einer Seite des [[Substrat (Materialwissenschaft)|Substrates]] (meist ein [[Wafer]] aus [[Silizium]]) gefertigt und mit zunehmendem Abstand von der Chipoberfläche immer dicker. Derzeitige Spitzenprodukte benötigen dabei bis zu zwölf Leiterbahnebenen, z. B. die [[AMD Llano|Llano-Serie]] von [[AMD]] (elf [[Kupfer]]<nowiki></nowiki>ebenen) oder Virtex-5 von [[Xilinx]] (zwölf Ebenen: elf Kupfer + eine [[Aluminium]]).

Als Leiterbahnmaterial wird ein elektrisch gut leitfähiges und verhältnismäßig günstiges [[Werkstoff|Material]] benötigt ([[Wirtschaftlichkeit |wirtschaftlich]]e Herstellung). Daher wird bei Leiterplatten in der Regel [[Kupfer]] eingesetzt. Bei integrierten Schaltkreisen wurde lange Zeit nahezu ausschließlich [[Aluminium]] (in der Regel in einer [[Aluminium-Kupfer-Legierung]]) verwendet, das sich nach einer ganzflächigen Abscheidung ([[physikalische Gasphasenabscheidung]]) leicht durch [[Trockenätzen]] strukturieren lässt. Heutige Spitzenprodukte benötigen jedoch elektrisch besser leitende Materialien, daher sind auch hier viele Hersteller auf Kupfer-Leiterbahnen umgestiegen. Da sich Kupfer nicht durch Trockenätzen strukturieren lässt, mussten hierfür jedoch neue Techniken ([[galvanische Abscheidung]], [[chemisch-mechanische Planarisierung]], Diffusionsbarrieren usw.) eingeführt werden, die den Herstellungsprozess komplexer und damit teurer werden lassen.

Damit keine [[Elektrischer Kurzschluss|Kurzschlüsse]] oder hohen Verlustströme auftreten, müssen die Leiterbahnen elektrisch gut voneinander isoliert sein. Aufgrund des Schichtaufbaus einer Verdrahtung mit mehreren Ebenen kann hierbei das [[Dielektrikum]] bzw. können die Dielektrika hinsichtlich ihrer Funktion in zwei Klassen aufgeteilt werden:
# das Dielektrikum zwischen den Leiterbahnen in einer Ebene (englisch ''{{lang|en|inter-metal dielectric}}'', IMD)
# das Dielektrikum zwischen zwei Leiterbahnebenen, d. h. in der verbindenden Via-Schicht (englisch ''{{lang|en|inter-level dieletric}}'', ILD).

[[Kategorie:Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik]]
[[Kategorie:Halbleitertechnik]]