Elektrotechnik

CD-Labor simuliert alternative Halbleitermaterialien

Schaltkreise in der Elektronik werden immer kleiner, mit dem wichtigsten Material für die Halbleiter – Silizium – stößt man aber bald an Grenzen. An einer Alternative forscht nun ein am Montag eröffnetes Christian-Doppler-Labor (CD): Mittels Simulationstechnik sollen dort neue Halbleitermaterialen beurteilt werden.

„Die Nachfrage nach immer kleineren und schnelleren integrierten Schaltkreisen hat die Effizienz von Silizium bis an die Grenze des Machbaren getrieben“, erklärte Lado Filipovic vom Institut für Mikroelektronik der TU Wien in einer Aussendung. Er leitet das neue „CD-Labor für Multi-Scale-Prozessmodellierung von Halbleiter-Bauelementen und -Sensoren“. Zudem könnten andere Materialien als Silizium weitere fortschrittliche und innovative Anwendungen ermöglichen.

Vorhersage von Eigenschaften

Als Beispiele nannte Filipovic Siliziumkarbid, Galliumnitrid, Hafniumoxid, Magnesiumoxid sowie 2-D-Materialien. „Die Zukunft fast aller Elektronikindustrien, einschließlich der Display-Technologien, der Optoelektronik und der Sensorik, basiert mit großer Wahrscheinlichkeit auf dem weiteren Verständnis neuartiger Materialien und der Frage, wie diese in die bestehenden Herstellungsverfahren für Mikroelektronik integriert werden können“, betonte der Wissenschaftler.

Die bisher eingesetzte Simulationstechnik im Bereich der Halbleiterindustrie (Process TCAD) würde meist auf Daten aus Experimenten und Messungen mit Silizium basieren und eigne sich daher nicht zur Vorhersage von Eigenschaften neuer Materialien. Filipovic und sein Team verfolgen daher mit dem Firmenpartner des CD-Labors, dem Softwareunternehmen Silvaco, einen neuen, mehrstufigen Ansatz für die Simulation und wollen damit die Grundlagen für die effiziente Herstellung von künftigen High-Tech-Produkten schaffen.

In den von der Christian Doppler Gesellschaft (CDG) für jeweils sieben Jahre genehmigten CD-Laboren kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Unternehmen im Bereich anwendungsorientierte Grundlagenforschung. Das Budget kommt dabei jeweils zur Hälfte über das Wirtschaftsministerium von der öffentlichen Hand und den Unternehmenspartnern.