Konfokales DC/RF Magnetron-Sputter-System

• Fachliche Zuordnung: Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 515777855

Konfokales Sputtern (Co-Sputtern) gehört zu den Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD, Physical Vapor Deposition) bei dem mittels Kathodenzerstäubung unter Verwendung multipler konfokal angeordneter Sputterquellen gezielt funktionale Heterostrukturen abgeschieden werden können. Das Verfahren unterscheidet sich hierbei von den klassischen Sputterverfahren durch den parallelen Betrieb mehrerer Sputterquellen. Im Rahmen dieses Antrags wird die Beschaffung eines DC/RF Sputter-Systems mit konfokal angeordneten Kathoden zur Durchführung von innovativen anwendungs- und grundlagenorientierten Forschungsprojekten beantragt. Die Forschungsvorhaben des Lehrstuhls für Mikro- und Nanoelektronik beschäftigen sich mit neuartigen halbleitenden und funktionalen Dünnschichten und niederdimensionalen Materialien, welche Anwendung in neuartigen elektronischen Bauelementen, unter anderem im Bereich der Informationstechnologie, Sensorik und der Mikro- und Nanosystemtechnik finden. Das zu beschaffende Depositionssystem wird einen integralen Bestandteil der am Lehrstuhl für Mikro- und Nanoelektronik benötigten Technologie zur Durchführung innovativer Forschungsprojekte darstellen. Anders als gängige Sputterverfahren erlaubt das Co-Sputtern neben der sequentiellen Abscheidung unterschiedlicher Materialschichten auch eine kontinuierliche Veränderung der Schichtzusammensetzung mit außerordentlicher Flexibilität. In Kombination mit inerten Prozessgasen bietet der kontrollierte Einsatz reaktiver Gase wie Sauerstoff oder Stickstoff die Möglichkeit, dünne Schichten arteigener Oxide und/oder Nitride des Kathodenmaterials abzuscheiden. Diese Kombination von Prozessparametern eröffnet dabei völlig neue Wege auf dem Gebiet der Herstellung innovativer und funktionaler Dünnschichten. Im Rahmen zukunftsweisender Forschungsprojekte sollen Heterostrukturen auf der Basis von Übergangsmetalloxiden mit einstellbarer Stöchiometrie und Defektdichte realisiert werden. Solche Materialsysteme finden Anwendung im Bereich neuartiger nanostrukturierter Sensorik, Thermo- und Pyroelektrik sowie Plasmonik. Des Weiteren erlaubt das Co-Sputterverfahren die Herstellung von Dünnschichten mit komplexen Dotierstoffprofilen und in situ steuerbarer Dotierstoffkonzentration, welche sich mit klassischen Dotierungsverfahren nicht realisieren lassen. Auf diese Weise lassen sich gezielt nanoionische Prozesse in hochintegrierten Memristoren für Anwendungen in Bereich der Neuromorphik nutzen. Im Rahmen dieses Antrags sollen zudem auch Projekte von weiteren Nutzerinnern und Nutzern aus den Fachbereichen Elektrotechnik und Informationstechnik sowie der Physik innerhalb der TU Dortmund und zukünftig auch innerhalb der Research Alliance Ruhr durchgeführt werden. Auf diese Weise wird das Depositionssystem eine Schlüsselfunktion für exzellente fakultätsübergreifende Projekte einnehmen und mittelfristig die Basis für weitere interdisziplinäre Synergien bilden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales DC/RF Magnetron-Sputter-System
• Gerätegruppe: 8330 Vakuumbedampfungsanlagen und -präparieranlagen für Elektronenmikroskopie
• Antragstellende Institution: Technische Universität Dortmund
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Stefan Tappertzhofen