Laserdruck sorgt für feinere Strukturen auf Mikrochips
Neues Verfahren beschleunigt Chip-Herstellung

US-Physiker haben ein Laserdruckverfahren entwickelt, das die Chip-Produktion auf Siliziumbasis optimiert und so möglicherweise wieder zukunftsfähig macht. Dabei werden nach einem Bericht des Fachblattes "Nature" winzige Strukturen direkt auf die Silizium-Rohlinge gedruckt.

wsa HAMBURG. Mit intensiven, kurzen Laserpulsen werden bis zu zehn Nanometer kleine Furchen in die Kristalle geschmolzen. So könne die Dichte an Schaltkreisen auf den Chips vervielfacht werden. Bisher schien klar, dass in naher Zukunft Nanoröhrchen und sogar einzelne Moleküle die Basis für leistungsfähige Computerchips bilden und die Silizium-Technologie ablösen würden.

Das neue Verfahren könnte die Herstellung der Chips stark beschleunigen. "Wir drucken die Strukturen in Nanosekunden ins Silizium", sagt Stephen Chou, Leiter der Gruppe an der Princeton University. Dagegen brauchen Ätzprozesse, die heute bei der photolithografischen Chipproduktion angewendet werden, rund 20 Minuten pro Chip. Mit dem Laserdruck kann dies in Sekunden geschehen. Zudem überwindet das Verfahren namens LADI (Laser-Assisted Direct Imprint) die 100-Nanometer-Schwelle, bei der die klassischen Ätzprozesse an ihre Auflösungsgrenze stoßen.

Herzstück der Methode ist ein präparierter Stempel aus durchsichtigem Quartz. Er wird auf das Silizium aufgedrückt und für eine Milliardstel Sekunde mit einem starken Excimer-Lasers beleuchtet. In 250 Nanosekunden schmilzt die oberste Schicht des Siliziums rund um den Quartz-Stempel, und eine etwa 140 Nanometer breite Furche entsteht. Wird der Stempel wieder von der Silizium-Schicht abgehoben, entsteht auf diesem Druckgrat eine nur zehn Nanometer breite Struktur.

"Diese Variante des mechanischen Drucks könnte die Lösung sein", sagt Fabian Pease, Ingenieur an der Stanford University. Chou will sogar die Dichte an Schaltkreisen mit diesem Druck-Verfahren um das Hundertfache steigern. Damit könnte das Mooresche Gesetz, wonach sich die Chip-Leistung alle 18 Monate verdoppelt, noch mit Silizium fortgeschrieben werden.

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