Aixtron-Anlage an der University of Texas at Austin

Forschern der University of Texas at Austin (USA) ist es erstmals gelungen, Graphen auf aufgedampften Kupferschichten im Wafer-Maßstab abzuscheiden. Die Resultate wurden mit einer kürzlich erworbenen vertikalen Kaltwand BM Pro-Anlage von Aixtron erzielt und werden derzeit auf der American Chemical Society´s Nano Website publiziert1. „Bisher wird hauptsächlich Kupferfolie als Basismaterial bei der Erforschung und Synthese von Graphen eingesetzt. Obwohl auch mit dieser Methode Filme von guter Qualität erzeugt werden können, ist es uns jetzt gelungen, nahezu defektfreie Graphen-Monoschichten auf aufgedampften Kupferschichten im Wafer-Maßstab abzuscheiden. Zunächst wird in einem Temperprozess ein wasserstoffreicher polykristalliner Kupferfilm in der (111)-Fläche gebildet. Durch die Zersetzung von reinem Methan kann anschließend hochwertiges Graphen abgeschieden werden – ohne die Verwendung von Wasserstoff während der Wachstumsphase und bei niedrigeren Prozesstemperaturen als dies bei Kupferfolie der Fall ist“, erläutert Prof. Deji Akinwande, der die Forschungsarbeit zusammen mit Professor Rod Ruoffs Team am Microelectronics Research Center der UT Austin leitet. „Wir sehen diese Arbeit als wegweisend in der Synthese weitgehend defektfreier Graphenschichten im Wafer-Maßstab an, denn sie erfüllt zentrale Voraussetzungen für heterogenes Graphen auf Silizium für VLSI-Anwendungen sowie für den industriellen Einsatz von Graphen. Dank der hohen Leistungsfähigkeit und Flexibilität der Aixtron BM Pro-Anlage sowie ihrer einzigartigen Prozessfähigkeit in der chemischen Gasphasenabscheidung konnten wir äußerst effektiv arbeiten und Ergebnisse in überragender Homogenität im Wafer-Maßstab erzielen." Die Forschungsarbeit wurde durch das National Nanotechnology Infrastructure Network (NNIN) in Zusammenarbeit mit dem Texas Materials Institute (TMI) der University of Texas at Austin in Auftrag gegeben und unter anderem durch die Nanoelectronic Research Initiative (NRI-SWAN Center) und das Office of Naval Research gefördert. Das 1983 gegründete Forschungszentrum für Mikroelektronik bietet auf 12.000 qm modernste Ausstattung für die Halbleiterproduktion, darunter Reinräume der Klassen 100 und 1000, außerdem Charakterisierungslabore auf einer Fläche von 15.000 qm. Es zählt zu den führenden Exzellenz-Zentren in der Graphenforschung und betreut neben 15 Studenten der Fakultät insgesamt 120 Doktoranden.