Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Licht für die Speicherchips der Zukunft

21.05.2008
Jülich-Aachen Research Alliance JARA strebt radikalen Technologiewechsel in der Halbleiterindustrie an

Immer kleiner, immer schneller: Computerchips für Handys, Digitalkameras und Rechner sind winzige "Powereinheiten", die eine ständig wachsende Flut an Daten auf minimalem Raum verarbeiten.

Um die Speicherdichte und Schaltgeschwindigkeit zu erhöhen, gilt es, immer feinere Strukturen in die Chips zu ätzen. Dies geschieht derzeit mit Präzisionsmaschinen: Sie verwenden kurzwellige Laserstrahlen mit 193 Nanometern Wellenlänge und belichten damit 50 Nanometer kleine Strukturen auf Siliziumrohlinge.

Doch diese Technologie stößt an ihre physikalischen Grenzen. Um die von der Chipindustrie gewünschte Leistungskapazität der Rechner- und Speicherchips zu erhöhen, ist ein radikaler Technologiewechsel bei der Produktion erforderlich, bei der extrem kurzwelliges Licht mit nur noch 13.5 Nanometern Wellenlänge aus neuartigen Lichtquellen eingesetzt werden soll.

... mehr zu:
»JARA »Lichtquelle »RWTH

Wissenschaftler der RWTH Aachen, des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik (ILT) Aachen und der Firma Philips betreiben in diesem Bereich gemeinsam Spitzenforschung. Sie setzen hierbei die so genannte EUV-Strahlenquelle ein. EUV ist Abkürzung für die englische Bezeichnung Extreme Ultra Violet - diese Lichtquelle hat beste Chancen, als Strahlungsquelle die Nachfolge der derzeitigen Lasertechnik anzutreten.

Die Terminvorgaben sind eng gesteckt. Bereits 2013 sollen in der Halbleiterindustrie die chipproduzierenden Maschinen neuen Typs stehen und 30 Nanometer kleine Strukturen erzeugen. "Weltweit entwickeln diverse Arbeitsgruppen mit Hochdruck die verschiedenen Komponenten weiter", berichtet Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Peter Loosen vom Lehrstuhl für Technologie optischer Systeme der RWTH Aachen.

Mit ihrem Industriepartner Philips feilen die Aachener Wissenschaftler an der EUV-Lichtquelle, mehrere Prototypen sind bereits im Einsatz. Sie werden im belgischen Leuven und in Albany nahe New York in den beiden ersten Forschungsmaschinen getestet. "Die praktischen Versuche helfen uns, das Produkt permanent zu verbessern. Bis zum Produktionsstart müssen wir die Strahlungsleistung beispielsweise noch deutlich erhöhen", so Dr. Willi Neff, Leiter der Plasmatechnologie am Aachener Lehrstuhl.

Neff und seine Kollegen erzeugen EUV-Licht, indem sie Zinn in einem Plasma derart stark aufheizen, dass dieses entsprechende Strahlung abgibt. Sie müssen dabei das 200.000 Grad heiße Plasma so beherrschen, dass die EUV-Quelle eine hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer hat. "Die Strahlungsquelle wird in der Chipherstellung ununterbrochen im Einsatz sein", erläutert Neff. "Ungeplante Produktionsstopps wegen defekter Komponenten sind teuer. Daher dürfen bis zum nächsten Wartungsintervall keine Verschleißerscheinungen auftreten."

Um die Strukturen in der Halbleiterindustrie zu verkleinern, muss allerdings nicht nur die Strahlungsquelle ausgetauscht werden. Das gesamte Herstellungssystem wird verändert, denn EUV-Licht mit einer Wellenlänge von 13.5 Nanometern ist nicht mehr sichtbar. Der erforderliche Belichtungsprozess findet im Vakuum statt. Die kurzwellige Strahlung lässt sich nicht wie bisher durch Linsen auf den Rohling lenken, um diesen wie bei einer Fotografie zu belichten und dabei mit Leiterstrukturen zu versehen. Bei der Chip-Produktion der nächsten Generation ersetzen hochreflektierende Spiegel die Linsen, die den EUV-Strahl auf den Rohling lenken.

Auch das Zusammenspiel der Spiegel und der EUV-Lichtquelle wird derzeit getestet und optimiert: "Um die EUV-Strahlen zielgerichtet auf einen Träger zu bringen, kommen Mehrschichtspiegel aus Molybdän/Silizium-Schichten zum Einsatz", beschreibt Loosen. Diese reflektieren allerdings nur etwa 70 Prozent des kostbaren Lichts, was zu den hohen Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Lichtquellen führt.

Auch Wissenschaftler aus dem mit der RWTH kooperierenden Forschungszentrum Jülich interessieren sich für Anwendungen der innovativen EUV-Lichtquelle. "Dank der Jülich-Aachen Research Alliance JARA können wir zusätzliche Erkenntnisse gewinnen, die in die Entwicklungen einfließen", betont Professor Loosen. Die JARA wurde im August 2007 gegründet. Sie institutionalisiert und intensiviert die Zusammenarbeit zwischen der RWTH Aachen und dem außeruniversitären Forschungszentrum Jülich auf vielen wissenschaftlichen Gebieten unter einer partnerschaftlichen Führung. JARA ist ein wesentlicher Bestandteil des Zukunftskonzepts der RWTH im Rahmen der Exzellenzinitiative.

Infos: Univ.-Prof. Dr. Peter Loosen, Lehrstuhl für Technologie optischer Systeme, Tel. 0241/8906162, E-Mail: peter.loosen@ilt.fraunhofer.de

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

Weitere Berichte zu: JARA Lichtquelle RWTH

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht »ILIGHTS«-Studie gestartet: Licht soll Wohlbefinden von Schichtarbeitern verbessern
18.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht Intelligentes Lademanagement entwickelt – Forschungsprojekt ePlanB abgeschlossen
18.10.2017 | Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise