Durchbruch bei der Produktion von drei Atomen dicken Schaltkreisen

Modell, Atome, Molekül Bildquelle: Flickr: net_efekt
Um die weitere Verkleinerung von Chips fortsetzen zu können, kann nicht dauerhaft auf das etablierte Silizium gesetzt werden. Eine mögliche Alternative haben Forscher der Cornell University nun ins Spiel gebracht und zeigten Transistoren auf einem Material, das nur drei Atomlagen dick ist.
Dabei setzen die Wissenschaftler auf das so genannte Transition Metal Dichalcogenide (TMD). Dieses ist nicht gänzlich neu, allerdings war es bisher kaum möglich, Strukturen auf größeren Flächen herzustellen - und dies noch mit einem vertretbaren Aufwand. Doch nun ist hier ein Durchbruch gelungen, der TMD zwar noch nicht für die Massenproduktion geeignet macht, aber eben doch einen gewaltigen Schritt in diese Richtung darstellt, wie aus einem von der Nature veröffentlichten Paper hervorgeht.

Bei allen bisherigen Verfahren, Schaltkreise aus TMD herzustellen, waren hohe Fehlerraten ein typisches Ergebnis. Immerhin hat man es hier mit einer sehr fragilen Filmschicht zu tun. Die neue Methode der Cornell-Forscher macht es nun hingegen möglich, auch brauchbare Flächen so zu bedampfen, dass auf einem Wafer aus Silizium-Dioxid binnen eines Zeitraumes von 26 Stunden ein Chip entsteht, dessen Transistoren nicht mehr Fehler aufweisen, als es in der herkömmlichen Halbleiterproduktion auch der Fall ist.

500 Grad und 26 Stunden sind zuviel

99 Prozent der Waver, die mit dem neuen Verfahren hergestellt wurden, arbeiteten fehlerfrei. Jetzt gilt es, den Zeitraum des Prozesses wesentlich zu verkleinern, denn die 26 Stunden sind in der kommerziellen Fertigung nicht hinnehmbar. Parallel will man es außerdem schaffen, dass für den Bedampfungsprozess keine 500 Grad heiße Umgebung mehr benötigt wird.

Da die einzelnen Schaltkreis-Layer lediglich 3 Atomschichten dick sind, ließen sich zahlreiche Ebenen schichten und so dreidimensionale Architekturen umsetzen. Das würde die Herstellung äußerst leistungsfähiger Chips möglich machen, obwohl diese immer noch sehr flach wären. Einsetzen ließe sich die Technik dann beispielsweise zur Produktion von Solarzellen, die auf verschieden geformte Oberflächen aufgebracht werden können. Aber auch der gerade entstehende Wearables-Bereich könnte von den sehr kleinen Bauelementen erheblich profitieren. Speicher, Atom, Physik Speicher, Atom, Physik
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