IBM entwickelt kostengünstig Hochleistungshalbleiter

Forscher von IBM haben – wie gestern bereits vorab angekündigt – einen „Meilenstein“ bei der Schaffung kostengünstiger Elektronik-Schaltkreise mit hoher Leistung erreicht. Ein Team von Wissenschaftlern am T.J. Watson Forschungszentrum, Yorktown Heights, N.Y., hat demnach eine einfache, kostengünstige Methode zur Erzeugung außerordentlich dünner Filme aus Halbleitermaterial entwickelt, die es elektrischen Ladungen erlaubt, diese zehnmal so leicht zu passieren wie bei allen bisherigen ähnlichen Ansätzen.

Eine solche Verbesserung ermögliche einen breiten Einsatz von extrem kostengünstiger Elektronik und neue Anwendungen im Bereich von pervasive Computing. Beispielhafte, denkbare Anwendungsbereiche könnten etwas Low-cost Displays, Hochleistungs-Smart-Cards, Sensoren, Solarzellen oder flexible Elektronikelemente sein, die in vielfachen Formen und Ausprägungen hergestellt werden könnten.

Spin-Coating sei eines der einfachsten und billigsten Verfahren zur Erzeugung von Low-Cost-Elektronik: Einige Tropfen einer Flüssigkeitslösung werden laut IBM auf einer drehbaren Platte in einer Art Zentrifuge gelegt.

Zentripetalkräfte verteilten die Flüssigkeit dann zu einer gleichförmigen Dicke über der gesamten Oberfläche. Die Dicke des Films werde üblicherweise bestimmt durch die Viskosität der Lösung und der Dauer und Geschwindigkeit der Rotation. Die Flüssigkeit wandle sich dann in einen festen Dünnfilm, auf den Transistoren und andere Elektronikbauteile aufgebracht werden können.

Bis jetzt seien die einzigen Halbleitermaterialien, die mit Spin Coating gemacht werden konnten, aufgrund ihrer niedrigen Ladungsmobilität nur sehr begrenzt nützlich gewesen – ein Maß dafür, wie schnell elektronische Schaltkreise aus Halbleitern betrieben werden können. Bis jetzt konnten bessere Halbleiter nicht in einer Flüssigkeit gelöst werden, die in einen Dünnfilm verwandelt werden konnte mit der erwünschten Ladungsmobilität. Das IBM Team entwickelte einen Weg, um Materialien mit höherer Mobilität in einer Flüssigkeit zu lösen, die in einem Spin-Coating-Prozess verwendet werden kann. In einem Transistor, der auf den erzeugten Filmen aufgebaut wurde, zeigten die Materialien eine zehnfach höhere Ladungsmobilität gegenüber jeden vorherigen Halbleitern aus Spin-Coating-Prozessen.