AIXTRON ermöglicht den nächsten Schritt im GIMMIK-Forschungsprojekt für mehr Energieeffizienz

Herzogenrath, 22. Dezember 2020 – Die speziell für die Herstellung großflächiger Graphen-Schichten im Rahmen des GIMMIK-Forschungsprojekts entwickelte CVD-Anlage ist in Betrieb gegangen. AIXTRON SE (FSE: AIXA), einer der weltweit führenden Anbieter von Depositionsanlagen für die Halbleiterindustrie, hat einen neuen, für Industrieanforderungen spezifischen Reaktor zur Verarbeitung von Graphen und hexagonalem Bornitrid (hBN) auf 200 mm-Epi-Wafern entwickelt, gebaut und installiert.

hBN ist eine Bor-Stickstoff-Verbindung mit einer hexagonalen Kristallstruktur. Der speziell für diese Anwendung entwickelte Reaktor baut auf dem vorhandenen Wissen über CVD-Systeme mit der Showerhead-Technologie auf. Er ist in der Lage, die notwendige Produktspezifikation zu erreichen, die für eine erfolgreiche industrielle Anwendung dieser Materialien erforderlich ist.

Das Forschungsprojekt GIMMIK (Graphene processing on 200mm wafers for microelectronic applications) hat sich zum Ziel gesetzt, dass Graphen und hBN zu industriellen Zwecken eingesetzt werden kann. Daher soll die Herstellung von Graphenschichten unter industriellen Bedingungen evaluiert werden. Die Konsortialpartner entwickeln Methoden zur Sicherstellung einer gleichbleibend hohen Graphen- und hBN-Qualität als Grundlage für die Produktionstauglichkeit für Abscheidungs- und Integrationsprozesse.

AIXTRON beginnt nun mit der Produktion von GR/hBN-Schichten für die Konsortialpartner und der Optimierung der Schichten und Prozesse. Projektteilnehmer sind das Forschungszentrum IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik, die Unternehmen der Halbleiterindustrie Infineon, Protemics und LayTec sowie die RWTH Aachen University. Der Depositionsspezialist aus Herzogenrath ist Projektkoordinator.

Das Ziel: Unterstützung der industriellen Anwendung von GR/hBN

„Nach der Installation und der Testphase der neuen CVD-Anlage sind wir in unserem GIMMIK-Projekt einen entscheidenden Schritt weitergekommen. Denn wir haben nun die spezifische Anlage und damit das Instrument, mit dem wir unsere Arbeiten zur Entwicklung von Prozessen zur Herstellung von Schichten mit der notwendigen Wafer-Größe und -qualität beginnen können. Dies ist extrem wichtig für Anwendungen in den schnell wachsenden Märkten der Mikroelektronik und Sensorik", sagt Professor Dr. Michael Heuken, Vice President Corporate Research & Development der AIXTRON SE und Professor an der RWTH Aachen University. „Und wir wissen, dass wir in diesem wichtigen Forschungsprojekt bereit sind für die nächsten, spannenden Schritte hin zu neuen Bauelementen und neuen Anwendungen sowie zur Produktion."

Die Materialien Graphen und hBN können ein entscheidender Treiber bei der Entwicklung innovativer Produkte und bei der Schaffung der notwendigen Energieeffizienz im Hinblick auf die Klimakrise sein. Eine breite Palette von Anwendungen wie Transistoren, Sensoren, photonische Bauelemente sind möglich. Aufgrund seiner extrem hohen Ladungsträgerbeweglichkeit eröffnet Graphen die Möglichkeit, RF (Radiofrequenz)-Transistoren mit Grenzfrequenzen im THz-Bereich herzustellen. Für sie sind zahlreiche Anwendungen in der energieeffizienten Hochfrequenzelektronik denkbar.

„Graphen und CVD-gewachsenes hBN könnten damit einen wesentlichen Beitrag zu einer der großen Herausforderungen leisten, nämlich der Forderung nach einer deutlich höheren Energieeffizienz", betont Prof. Dr. Michael Heuken.

Hohes Potenzial auch zur Verbesserung der Energieeffizienz

Im Automobilbereich kann Graphen nicht nur für Sensoren zur Fahrzeugsicherheit eingesetzt werden. Auch mobile Anwendungen (Smartphones, Uhren) spielen eine immer wichtigere Rolle. Graphen ist ein wichtiger Baustein zur Erzielung von Wettbewerbsvorteilen mit Produkten wie Magnetsensoren, Mikrofon-Drucksensoren oder optischen Sensoren, in denen Graphen als funktionale und marktdifferenzierende Komponente eingesetzt werden kann.

Nicht zuletzt sind neue Kombinationen von Graphen- und Silizium-basierten photonischen Bauelementen auf Wafer-Ebene möglich. Sie würden Graphen-basierte Modulatoren mit hoher thermischer Stabilität und deutlich reduziertem Bauelement-Footprint sowie Photodetektoren ermöglichen, die den derzeit verfügbaren photonischen integrierten Bauelementen (Silizium (Si)-Halbleitern und III/V-Halbleitern) überlegen sind.

Weitere Information zu GIMMIK hier.

Das Projekt GIMMIK wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert (Fördernummer 03XP0210A).

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