Kompetenzzentrum Nanostrukturtechnik


Mission

Mit der Gründung unseres Kompetenzzentrums (CC) Nanostrukturtechnik wird eine dauerhafte Kooperation zwischen Labors der FHM, Instituten von Universitäten und Firmen geschaffen, um die Korridore einer punktuellen, zeitlich meist sehr eng befristeten Zusammenarbeit zu verlassen und den größten Vorteil staatlicher Bildungs- und Forschungseinrichtungen, die zeitlich längere Perspektive, nutzbringend für die FH und deren Kooperationspartner, d. h. aber: nutzbringend für Deutschland, einzubringen.

  • Movie vom 01. Sep. 2006: Ausschnitt aus dem Portrait der FH München

  • Das CC Nanostrukturtechnik auf der Website der Hochschule München

  • Status

    Noch für sehr lange Zeit wird die konventionelle Planartechnologie durch Downscalen weiterentwickelt werden. Gleichzeitig werden vollständig neue Konzepte der Materialbearbeitung Eingang in die technologische Roadmap finden. Daher scheint es geraten, in der nächsten und mittleren Zukunft beide Pfade: Top-Down oder Bottom-Up zu verfolgen. In der Planartechnologie sind heute mit fortentwickelten optischen Methoden im tiefen UV Strukturdefinitionen von deutlich unter 100 nm möglich (auf der DRAM-Roadmap werden sog. Knoten definiert; die aktuell bearbeiteten Knoten liegen zwischen 70 und 35 nm - je nach Thema).
    Bei der Entwicklung von MEMS (Microelectromechanical Systems) beträgt das Verhältnis von Tiefe zu Breite einer Struktur oft 10:1, erreicht werden kann mit State-of-the-Art-Methoden ein Verhältnis von bis zu 100:1.
    Bei der Beschichtung geht der Weg zu einer Abscheidung einzelner atomarer Schichten (sog. ALD).
    Es ist klar, daß derartige Grenzen nur mit äußerstem Aufwand zu erreichen sind. Es kommt daher für uns darauf an, in genau definierten Bereichen unsere Expertise in grenznahe Forschungsprojekte einzubringen, bei denen derartige Klippen mit neuartigen Methoden umgangen werden. Zudem werden beim Downscalen nicht alle Ziele mit der gleichen Intensität verfolgt, und es treten viele neue Fragestellungen auf.

    Strategie

    Für unsere Vorstellung einer dirigierenden Wirkung von Molekülen und größeren Struktureinheiten wird die Top-Down-Methode einer Miniaturisierung bekannter Planarprozesse zunächst als vielversprechender angesehen - und auch physikalischen Prinzipien eher entsprechend als die fast künstlerisch anmutende Manipulation einzelner (Makro-)Moleküle (Bottom-Up), die einer Manufaktur nahekommt. Um Moleküle und größere thermisch stabile Einheiten auf Oberflächen gezielt zu orientieren, muß daher eine Vorbehandlung des Substrates erfolgen. Daher sollen aus der Mikrotechnik bekannte Plasmaverfahren fortentwickelt werden, die sowohl die anisotrope Ätzung wie auch eine flächenhafte Erzeugung von Kristall- oder chemischem Damage zum Ziel haben. Dies ist aber genau unsere Expertise: die Physik reaktiver Niederdruckplasmen und deren Wechselwirkung mit Oberflächen.
    Dazu müssen grundlegende Arbeiten begonnen werden, die sowohl Aspekte der Plasmadiagnostik reaktiver Hochdichte-Plasmen wie deren Wechselwirkung mit der Oberfläche einschließlich damit verbundener analytischer Fragestellungen enthalten. Derart vorbehandelte Substrate werden schließlich mit örtlich undiskriminiert wirkenden Techniken (wie spin-on-Techniken), aber auch selektiv wirkenden Abscheideverfahren (wie selektiver Epitaxie) behandelt, wobei dann die gewünschten Strukturen gebildet werden sollen.

    Labors

    Unsere Labors sind das Dünnschichtlabor in der Infanteriestraße 14 und das Festkörperlabor am Campus; am Walter-Schottky-Institut der TU München steht nun die ECR-Anlage, mit der die Strukturen im Kopfband meiner Homepage geätzt worden sind. Mit ihr werden ab Frühjahr 2010 alle fortgeschrittenen Bauelemente am WSI strukturiert.

    Kooperation

    In diesem sich rasch entwickelnden Gebiet ist die Zusammenarbeit erstklassiger Experten gefragt, deren Expertise vom Designen und Modeling neuer Bauelemente über deren Herstellung bis zur Messung neuer Effekte mit bisher unbekannten, zumindest aber weiterentwicklelten Methoden reicht ... und dann müssen neue Apparaturen entwickelt werden, mit denen man das Ganze dann upscalen kann. Daher bestehen unsere Kooperationspartner aus namhaften Hochschulinstituten und Maschinenbauern:
    - der
    Firma Plasma Parylene Systems, Rosenheim (Dieter Voss) seit 2002,
    - dem
    Plasma Lab der University of Houston (Vince Donnelly + Demetre Economou) seit 2003,
    - dem
    Lehrstuhl für Nanoelektronik der TUM (Paolo Lugli) seit 2005,
    - dem
    Lehrstuhl für Halbleiterelektronik der TUM (Markus-Christian Amann) seit 2008,
    - der
    Urologie des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein in Lübeck (Dieter Jocham) seit 2009.

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