Halbleitermaterialien haben ein großes Problem, das ganz klein ist. Auch bei sorgfältigster Produktion sind Atome manchmal am falschen Platz. Weil elektronische Bauteile immer kleiner werden, wirken sich solche Defekte immer stärker aus. Ein neues Christian Doppler-Labor an der Technischen Universität (TU) Wien will dieses Problem mit neuen Methoden erforschen, um Halbleiterchips zu verbessern.
Auf atomarer Skala lassen sich atomare Defekte in Halbleiterstrukturen nie vollständig vermeiden. Einzelne Atome können in der regelmäßigen Kristallstruktur nicht ganz richtig angeordnet sein oder es finden sich atomare Fehler an Grenzflächen zwischen verschiedenen Materialien. Solche Defekte können das elektrische Verhalten eines Bauteils entscheidend verändern und seine Leistungsfähigkeit einschränken.
Der Leiter des neuen, am 15. Jänner eröffneten Christian Doppler(CD)-Labors, Michael Waltl vom Institut für Mikroelektronik der TU Wien, hat eine Methode entwickelt, mit der es gelingt einzelne Defekte in größeren Transistoren exakt zu messen, ohne die Struktur des Bauteils dabei wesentlich zu verändern. Dazu werden zusätzliche elektrische Kontakte an Transistoren angebracht. Durch geeignete Wahl der elektrischen Spannung kann so der Strompfad durch das Material gezielt verändert werden.
Auswirkungen von Defekten berechnen
Damit lässt sich gezielt austesten, wo sich die einzelnen Defekte befinden und wie sich Materialfehler auf die Funktionsweise der Bauelemente auswirken. Mit Computersimulationen wollen die Wissenschafter berechnen, welche Auswirkungen bestimmte Defekte auf das Verhalten elektronischer Bauteile konkret haben.
Ziel des CD-Labors ist es, gemeinsam mit den Industriepartnern Infineon Technologies Austria, ams und Global TCAD Solutions Halbleiterchips besser und zuverlässiger zu machen. In den von der Christian Doppler Gesellschaft (CDG) für jeweils sieben Jahre genehmigten CD-Laboren kooperieren Wissenschafter mit Unternehmen im Bereich anwendungsorientierte Grundlagenforschung. Das Budget kommt dabei jeweils zur Hälfte von der öffentlichen Hand und den Industriepartnern.
(APA/red, Foto: APA/TU Wien)
