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188N - Silizium-Nanoelektronik |
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Im Rahmen der Forschung an nanoelektronischen Bauelementen wird seit 1998 auf dem Material Silicon-on-Insulator (SOI) gearbeitet. SOI zeichnet sich durch eine isolierende Schicht unter den aktiven Bauelementen (Transistoren) aus, durch die eine Herstellung von nanostrukturierten 3-dimensionalen Bauelementen (Tri-Gate, FinFET) ermöglicht wird. Insbesondere 3-dimensionale MOSFETs auf SOI-Basis weisen eine höhere Temperaturstabilität verglichen mit Silizium-Bauelementen und eine besondere Unempfindlichkeit gegenüber hochenergetischen Teilchen auf (radiation hard). Die SOI-CMOS-Technologie bildet die Basis für regionale, nationale und internationale Forschungsprojekte im Bereich neuer, innovativer Materialien, die zu einer deutlichen Verbesserung von integrierten Schaltkreisen führen können. Die Ziele lauten unter anderem:
Aus der SOI-Technologie für die Nano-Elektronik ist als neues Betätigungsfeld die Nano-Photonik entstanden. Optische Wellenleiter und Ring-Resonatoren als Frequenzfilter können in höchster Präzision und Güte gefertigt werden. 
Abb. 1: Rasterelektronenmikroskopieaufsicht auf einen Ring-Resonator mit einem Abstand zwischen dem ankoppelnden Wellenleiter und dem Resonator von 110 nm. 
Abb. 2: Nahaufnahme auf die Koppelstelle Ring-Resonator - gerader Wellenleiter. | |
| Innovative Aspekte | |
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SOI-Technologie ist besser als konventionelle Siliziumtechnologie für den Einsatz unter ungünstigen Bedingungen („harsh environments“) geeignet. Dazu zählen hohe Temperaturen sowie die Belastungen durch Strahlung. 
Abb. 3: Rasterelektronenmikroskopieaufnahme eines Triple-Gate MOSFET. Die Nahaufnahme zeigt den Gatebereich. |
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| Anwendungspotenzial | |
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Die SOI-Technologie ist hervorragend für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt geeignet, wo die Belastungen durch Strahlung oder extreme Temperaturen besonders hoch und die Zuverlässigkeit von Schaltkreisen sicherheitskritisch bzw. extrem wichtig ist. Die Kombination von nanostrukturierten MOSFETs bis hin zu Quantendrähten (Nanowires) und neuen Materialien erschließt eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich der Sensorik:
sind die Stichworte, die das Potenzial dieser Technologiekombination beschreiben.
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| Art der Zusammenarbeit | |
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Angeboten werden F&E-Dienstleistungen im Bereich Nanoelektronik, Nanolithographie und Nanostrukturierung. Gegenwärtig können einfache Schaltkreise und diskrete Bauelemente in SOI-Technologie gefertigt werden bei vollständiger Kompatibilität zu Silizium-Bauelementen. |
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