MOF isoleert schakelingen op chips

11 okt, 2019

Computerchips bestaan tegenwoordig uit meerdere lagen van miljarden transistoren en verbindingen met draden die vaak kleiner zijn dan 30 nm in diameter. Voor een efficiënte werking van de chip is het nodig om ze van elkaar te scheiden met een isolator.

De Leuvense hoogleraar Rob Ameloot en collega’s van Imec ontdekten dat metal-organic frameworks (MOFs) uitermate geschikt zijn als isolator. Deze kristallen zijn poreus maar tegelijkertijd stevig.

Ameloot en collega’s plaatsten een laag zinkoxide of cobaltoxide op het oppervlak over de draden heen, waarna ze het lieten reageren met een damp van 2-methylimidazool tijdens een zogeheten dampfasedepositie. Daarbij vormden zich zeoliet-imidazool- netwerken (ZIFs), een speciaal soort MOF. Door de reactie zet het materiaal uit en worden nanoporeuze kristallen gevormd die de draden volledig omgeven. Het materiaal zet zo’n 4 tot 9 keer uit, zodat het luchtig wordt als een soufflé, aldus het persbericht. De MOF vult alle ruimtes tussen de geleiders. Zo weten de onderzoekers zeker dat de isolatie compleet en homogeen is.

De methode moet nog verfijnd worden voordat Imec er een industriëel proces van kan maken. Het oppervlak van de kristallen is bijvoorbeeld nog te onregelmatig om in een chip te integreren. Daarnaast wordt een geautomatiseerd cleanroomproces ontwikkeld, want nu vinden alle experimenten nog plaats op een gewoon lab in glazen reactorvaatjes.