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AIST lässt Graphen auf 300-mm-Wafern wachsen

Dem National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) in Japan ist es gelungen, einlagige Graphenschichten auf 300-mm-Wafern aufwachsen zu lassen.

Die dazu verwendete Toolplattform AIXTRON SE BM 300 bietet ein ausgeklügeltes Gassystem zur Einleitung von Stoffen zur Vorbelegung, eine in-situ Temperaturüberwachung, eine homogene Wafertemperung und automatisches Waferhandling.

Bereits zu Beginn dieses Jahres konnten Forscher an der Universität in Texas eine Graphenabscheidung auf aufgedampften Kupferschichten in einem AIXTRON Kaltwandreaktor demonstrieren.

"Eine kontrollier- und wiederholbare gleichmäßige Graphenabscheidung auf 300-mm-Wafern ist für die Höchstintegration von auf Nanomaterialien basierenden Halbleiterbauteilen der nächsten Generation notwendig", so Dr. Ken Teo, Direktor von Nanoinstruments bei AIXTRON.

Das Team um Dr. Shintaro Sato, Gruppenleiter am AIST, will mit dieser Anlage qualitativ hochwertige, mehrlagige Graphenschichten erzeugen. Ziel ist die Herstellung von Lowpower CMOS-Feldeffekttransistoren mit einer Versorgungsspannung von unter 0,3 V.

Die Waferfertigung wird in AISTs Forschungsteam Green Nanoelectronics Center (GNC) innerhalb des Forschungsprojekts "Development of Core Technologies for Green Nanoelectronics" stattfinden. Das GNC wurde im April 2010 gegründet und umfasst Forschung und Industrie.

Graphen ist eine Modifikation des Kohlenstoffs mit zweidimensionaler Struktur und besitzt einige außergewöhnliche Eigenschaften. Das Material ist äußerst steif und fest und bietet die höchste je gemessene Zugfestigkeit, wegen seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit wird derzeit geforscht, ob Graphen Silicium als Transistormaterial ablösen könnte. Während Transistoren auf Siliciumbasis Taktraten bis etwa 5 GHz erreichen, gelang es IBM 2010 einen 100-GHz-Transistor auf Graphenbasis herzustellen - 500 bis 1000 GHz sind nach aktuellem Kenntnisstand denkbar.

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