Superkritische Lösungen für kleinere Schaltkreise

In superkritischem Kohlendioxid gelöste Kupferverbindungen könnten für die Herstellung von noch kleineren Schaltkreisen in Computerchips verwendet werden. Wissenschaftler der University of Massachusetts im Amherst haben eine Methode entwickelt, um feinste Kupfer- oder Nickel-Interconnects mit einer Dicke von weniger als 100 Nanometern herzustellen. Diese Technik präsentieren die Wissenschaftler in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Science (Deposition of Conformal Copper and Nickel Films from Supercritical Carbon Dioxide, Jason M. Blackburn, David P. Long, Albertina Cabanas, and James J. Watkins, Published online September 13 2001; 10.1126/science.1064148).

Bisher werden die Metallverbindungen aus einer Kupferdampfwolke oder aus einer Lösung in die Chips integriert. "Jede dieser Methoden hat ihre fundamentalen Grenzen. Wir versuchten nun, die Vorteile beider Ansätze in nur einen einzigen Prozess zu vereinen", so Chemieingenieur James Watkins. Im überkritischen Zustand, der oberhalb eines spezifischen Drucks und einer entsprechenden Temperatur – bei Kohlendioxid 31,1°C und 73,8 bar – liegt, haben superkritische Flüssigkeiten sowohl die Eigenschaften von Gasen als auch von Flüssigkeiten. Fließt superkritische Kohlendioxid, in dem Kufer- oder Nickelverbindungen gelöst sind, über eine rund 200 Grad Celsius heiße Chipmatrix, können sich winzige Mengen an Metallteilchen in Mulden, die kleiner als 100 Nanometer sind, absetzen. Nach dem Abkühlen entsteht ein zuverlässiger elektrischer Kontakt. Die kleinsten Strukturen, die die Forscher in ihren Versuchen herstellen konnten, messen rund 75 Nanometer für eine Kupfer- und sogar nur 45 Nanometer für leitende Nickelverbindungen. (Jan Oliver Löfken) / (wst)