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25 Mal geringere Energieaufnahme

2-nm-Transistoren sind möglich – in Stückzahlen

21. April 2017, 7:24 Uhr | Heinz Arnold

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Bahnbrechende Ergebnisse von Lithografie bis Nanoimprint

Um kleinen und sogar dreidimensionaler Bauelemente fertigen zu können, fand das von IBM erfundene thermische Lithographieverfahren Einsatz, das die Forscher im SNM-Projekt erheblich optimiert haben. IBM führte die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in enger Zusammenarbeit mit einer jungen schweizerischen Start-up-Firma, der SwissLitho AG, durch. Als Ergebnis der Arbeiten brachte SwissLitho das erste kommerzielle Gerät zur Herstellung ultrakleiner elektronischer Bauteile auf den Markt: den NanoFrazor.

Die größte öffentliche Forschungseinrichtung Spaniens, der Consejo Superior de Investigaciones Científicas CSIC, demonstrierte neue Methoden zur Fertigung von Bauelementen aus Nanodrähten, deren Dicke unter zehn Nanometern liegt.

Das britische kleine Technologieunternehmen für Forschung und Entwicklung sowie Prototypentwicklung Oxford Scientific Consultants wandte erfolgreich eine neue Schreibtechnik an, die Heliumionen anstatt Elektronen benutzt.

Lackschichten, die sowohl für die Lithographie als auch für das Übertragen der geschriebenen Strukturen in das Trägermaterial Silizium verwendet werden, hat die Universität Bayreuth so weit verbessert, dass Strukturen kleiner als 10 nm in Silizium hergestellt werden können.

Die Übertragung in das Silizium erfolgt mithilfe von Ätzverfahren, die an die Strukturherstellung in kleinster Größenordnung und für die Nutzung der neuen Lackschichten angepasst wurden. An den Arbeiten beteiligt waren neben der TU Ilmenau das IMEC, die Open University, die größte staatliche Universität Großbritanniens, sowie Oxford Instruments, ein britisches Unternehmen, das wissenschaftliche Geräte für Industrie und Forschung entwickelt.

Die für die Massenfertigung der elektronischen Strukturen notwendige Geschwindigkeit erzielte der österreichische Hersteller von Prozessanlagen EV Group (EVG) mithilfe der sogenannten Nanoprägelithographie, Nanoimprint. Durch die Entwicklung von automatischen Systemen für die Nanoimprint-Lithographie können bis zu 30 Substrate pro Stunde hergestellt werden. Dies ist eine erhebliche Steigerung gegenüber manuellen Anlagen und ermöglicht Industrieanwendungen.

Die niederländische Technische Universität Delft entwickelte ein hochauflösendes lithographisches Verfahren, in dem 25 Elektronenstrahlen parallel statt wie bisher nur einer verwendet werden. Dadurch stieg der Durchsatz deutlich.

Von der Gesamtförderung für das EU-Verbundprojekt „Single Nanometer Manufacturing for beyond CMOS Devices“ von fast 18 Millionen Euro für vier Jahre stammen gut 12 Millionen aus dem 7. Rahmenprogramm der Europäischen Union, die restlichen sechs Millionen haben die beteiligten Partner aufgebracht.