Skalierbare Integration von Dielektrika auf Graphen für die nächste Generation elektronischer Bauelemente
Im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts 2D Experimental Pilot Line (2D-EPL), heute bekannt als 2D-PL und Teil der Graphene Flagship Initiative, wurde ein bedeutender Fortschritt in der Integration von Graphen in skalierbare Elektronik erzielt. In einer gemeinsamen Publikation von AMO GmbH und Oxford Instruments plc, erschienen in der Fachzeitschrift Materials Science in Semiconductor Processing, präsentieren die Forschenden eine innovative Methode zur Abscheidung von Aluminiumoxid (Al₂O₃) auf Graphen mittels plasmaunterstützter Atomlagenabscheidung (PEALD).
Kernstück der Entwicklung ist eine in situ abgeschiedene AlOX-Zwischenschicht, die das empfindliche Graphen während des Abscheidungsprozesses schützt. Diese dünne, nicht-stöchiometrische Schicht ermöglicht ein hochwertiges Dielektrikumwachstum, ohne dass das Vakuum unterbrochen werden muss – ein entscheidender Vorteil für die industrielle Skalierbarkeit.
Die Ergebnisse sprechen für sich: Dielektrische Festigkeit über 11 MV/cm, eine effektive Oxidschichtdicke (EOT) unter 5 nm, nachgewiesene Erhaltung der Graphenstruktur durch Raman-Spektroskopie, gleichmäßige Schichtqualität auf 150-mm-Wafern sowie eine verbesserte Leistung von Graphen-Feldeffekttransistoren (GFETs). Diese Fortschritte adressieren eine zentrale Herausforderung bei der Integration von Graphen in zukünftige Halbleitertechnologien und markieren einen wichtigen Meilenstein für die 2D-PL-Initiative.
Die Publikation „Plasma-enhanced atomic layer deposition of Al₂O₃ on graphene via an in situ-deposited interlayer“ wurde von Sarah Riazimehr, Ardeshir Esteki, Martin Otto, Michael Powell, Gordon Rinke, Bianca Robertz, Zhenxing Wang, Max Lemme, Katie Hore und Harm Knoops verfasst. Sie unterstreicht die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen AMO GmbH und Oxford Instruments plc und zeigt das Potenzial von 2D-Materialien für die nächste Generation elektronischer Bauelemente.
