Halbleiter: Jagd an den Grenzflächen

Wie ein beispielhaftes Forschungsprojekt mit dem steirischen Supermikroskop fünf TopHalbleiter-Firmen in die Zukunft katapultiert.

Es ist jener Idealfall, von dem immer wieder gerne gesprochen wird: Wie kommt die Wissenschaft hin zur Industrie, wie werden aus abstrakten Vorstellungen, Theorien und Erklärungen schlussendlich nachgefragte Produkte und damit Arbeitsplätze?

Es geht um eine Kooperation zwischen fünf großen Herstellern elektronischer Bauelemente in Südösterreich und dem Zentrum für Elektronenmikroskopie (ZFE), das an der TU Graz angedockt ist. Gefördert wird es vom FFG, dem Fonds zur Förderung der angewandten Forschung. Zum Einsatz kommt das beste Elektronenmikroskop Österreichs: das ASTEM, was für Austrian Scanning Transmission Electron Microscope steht.

Ferdinand Hofer, Leiter des ZFE, erklärt die Idee des Projekts, das für vorerst zwei Jahre angelegt ist: „2011 haben wir das ASTEM bekommen und in den vier Jahren haben wir Erfahrung mit dem Instrument gewonnen. Wir haben gelernt, mit dem Instrument gut umzugehen, und damit wollen wir jetzt die Struktur von inneren Grenzflächen in elektronischen Bauteilen untersuchen“.

Elektronische Schaltkreise bestehen aus sehr dünnen Schichten. Die spannendsten Dinge passieren an der Grenze zweier solcher Schichten. Wie gehen sie ineinander über? Welche Probleme bereiten die Fertigungsprozesse? Entstehen dort Fehler, „Löcher“und Ungenauigkeiten? Je kleiner und dünner die Bauteile und die einzelnen Schichten werden, umso komplizierter werden die Verhältnisse. Mit dem Elektronenmikroskop kann man nun sozusagen auf atomarer Ebene durch dünne Schichten durchschauen und bestimmen, welche Atomsorten sich dort befinden und wie sie zusammenhalten.

Methodik verbessern

Die Projektleiterin, die Physikerin Evelin Fisslthaler, erklärt die Herausforderung: „Wir wollen in dem Projekt mehrere Dinge erreichen. Einerseits gilt es, Antworten auf offene Fragestellungen aus der Bauteilentwicklung zu finden, andererseits hoffen wir, dass wir die Untersuchungsmethodik verbessern und uns auf bestimmte Anwendungsfälle besser vorbereiten können.“