Für Elektronenstrahl-Tools mit hohem Durchsatz und Quellen hoher Intensität

Eine innovative Technologie aus Israel ermöglicht das Wachstum einzelner Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT Carbon Nanotubes) zur Einbettung in Chips oder MEM-Strukturen für fortschrittliche Elektronikanwendungen.

Im Rahmen der Technologie, die sich sich auf das Wachstum von Kohlenstoff-Nanoröhren richtet, findet der kostengünstige Prozess der plasmagestützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD) an verschiedenen Substraten und in 3D-Strukturen Anwendung. Dabei werden einzelne oder Gruppen mehrwandiger Kohlenstoff-Nanoröhren (MWCNT) gezüchtet. Der PECVD-Prozess könnte zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanoröhren-Arrays mit vollständiger Kontrolle über Standort und Morphologie der Nanoröhren selbst in 3D-Strukturen genutzt werden. Das Herstellungsverfahren für CNT in Strukturen mikroelektronischer mechanischer Systeme (MEMS) eignet sich zum Ersatz geläufiger Elektronenquellen in zahlreichen Anwendungen.

Die Methode der Kathodenwanne impliziert das Wachstum einzelner Nanoröhren innerhalb einer geschützten Wannenstruktur und resultiert in einer Elektronenquelle eines kalten Feldsenders (FE – Field Emitter) mit hervorragenden Strahleigenschaften. Das Verfahren ermöglicht die Lieferung von Elektronenstrahlen mit einer kleineren Winkelstreuung und somit einer geringeren Interaktion der Elektronen mit den Wänden und Öffnungen innerhalb der zugehörigen Elektronenoptik. Die kalten FE-Elektronenquellen weisen eine starke Helligkeit auf und eignen sich für Elektronenstrahl-Tools mit hohem Durchsatz oder Starkstrom-Quellen. Das Verfahren kann problemlos an spezifische Anwendungen angepasst werden, dazu ist nur minimaler Aufwand bezüglich der Entwicklung von MEMS-Herstellungsverfahren erforderlich.

Auf der Grundlage des modifizierten PECVD-Prozesses und der Kathodenwannen-Methode sowie in Abhängigkeit von der Anwendung werden in einen einzigen Sender-Chip Zufallszahlen für individuell kontrollierbare Elektronenquellen integriert. Der Chip ermöglicht die individuelle oder allgemeine Kontrolle der Absaugspannung und somit des Emissionsstroms. Die Array-Größen können von einer einzelnen Quelle für ein Rasterelektronenmikroskop (SEM – Scanning Electron Microscope) bis hin zu einer Million Ausgangspunkte für Starkstromquellen reichen.

Der Feldsender-Chip der Kohlenstoff-Nanoröhre kann auf zahlreichen Gebieten Anwendung finden, wie beispielsweise bei Quellen für Elektronenstrahl-Tools mit hohem Durchsatz in der Halbleiterproduktion und der Herstellung von Analyseinstrumenten. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften könnten sie auch die geläufigen Starkstrom-Elektronenquellen von Geräten zum Elektronenstrahl-Schweißen und zur Oberflächenbehandlung ersetzen. Darüber hinaus könnten sie als Ionisierungsquellen für Massenspektrometrie, als Kaltkathodenquellen für Röntgenröhren, in der Vakuumelektronik und als Teilchenbeschleuniger eingesetzt werden.

Die Technologie ist durch den Entwickler über die kompletten geistigen Eigentumsrechte geschützt, was wiederum die Bemühungen zur Geschäftsentwicklung erleichtert. Zur Entwicklung spezieller Anwendungen und zur Vermarktung werden Hersteller von Tools zur Halbleiterproduktion, nanotechnologischen Produkten, Ionisierungsgeräten und Analyseinstrumenten gesucht.