Amerikanischen Physikern ist ein Durchbruch auf dem Weg zur Herstellung ultrakleiner, dreidimensionaler elektronischer Schaltkreise gelungen. Eine Forschergruppe der Harvard Universität hat erstmals auf einfache Weise zweidimensionale elektronische Schaltkreise zu einer dreidimensionalen Struktur verwoben. Dies ist ein wichtiger Schritt zur weiteren Integration elektronischer Schaltkreise und zur Herstellung mikroelektromechanischer Maschinen.
Der Forschergruppe um George Whitesides gelang es, mittels herkömmlicher Lithographie hergestellte mikrometerkleine zweidimensionale Strukturen miteinander zu verweben. Ihr Ergebnis gleicht mittelalterlichen Panzerhemden, allerdings mit Ausdehnungen im Millimeterbereich. Zur Herstellung dieser dreidimensionalen Strukturen gingen die Forscher zunächst von ebenen, auf herkömmliche Art hergestellten Mikrostrukturen aus. Mittels millimeterkleinen Nickelzylindern gelang es, einzelne Teile benachbarter Ebenen miteinander zu verketten.
Auf diese Weise sollen sich in absehbarer Zukunft dreidimensionale elektronische Schaltkreise herstellen lassen, die zu einer weiteren Miniaturisierung von Mikrochips führen sollen. Auch die Herstellung von mikroelektromechanischen Maschinen (MEMS), ultrakleinen mechanischen Bauteilen, könnte mittels des neuen Verfahrens einen Schub erhalten.
Elektronische Schaltkreise für Chips werden zumeist mittels Elektronenstrahllithographie hergestellt. Dabei wird das Substrat, meist eine dünne Halbleiterschicht, mit einer dünnen Maske überzogen. Ein Elektronenstrahl schreibt Strukturen in diese Maske. Ein der Fotografie ähnlicher Entwicklungsschritt löst das Maskenmaterial genau in den eingeschriebenen Strukturen auf. Wenn nun ein Metall aufgedampft und das restliche Maskenmaterial anschließend entfernt wird, bleiben die gewünschten, mit dem Elektronenstrahl vorgezeichneten Metallstrukturen auf dem Substrat zurück ? fertig ist ein zweidimensionaler elektronischer Schaltkreis.
Die neue Technik der Harvard Gruppe ermöglicht nun, mehrere solche Schaltkreise an genau definierten Stellen miteinander zu einer komplizierten dreidimensionalen Struktur zu verketten.
Stefan Maier
