Alpenvorming

Er worden nu al dertig jaar aluminiumgeleidertjes gebruikt. Liever zouden fabrikanten met koper werken, omdat dit sneller stroom geleidt. Maar het probleem is dat koper met het silicium van de chips reageert.

Dit kun je voorkomen door hele dunne laagjes van een ander metaal aan te brengen, die als een jas om het koper sluiten. Je moet dan wel een metaal kiezen dat koper goed tegenhoudt. In mijn simulatieonderzoek gebruik ik tantaal. Dit werkt goed als barrière en toch blijft het zaakje draaiende, het geleidt de stroom goed.

In het echt schiet je met een ionenbundel op een stuk tantaal. Daaronder ligt een koud plaatje koper waar het tantaal door de beschieting op valt. Alles gebeurt op nanoschaal, dus is het heel lastig om bij de fabricage van ieder plaatje te moeten kijken of het metaal er wel vlak op zit. Dat kost een middag prutsen met een atomic force microscoop. Een simulatie kan je dat besparen, als je van tevoren invoert hoe sterk de gebruikte ionenbundel is en hoe de atomen elkaar afstoten. Hoe beide metalen op elkaar reageren is al uit experimenten bekend.

Ik heb in de computer gesimuleerd wat er gebeurt als je atoomlaagje voor atoomlaagje koper op tantaal aanbrengt. Dit laagje moet er zo egaal mogelijk op vallen. Er mogen geen ‘Alpen’ ontstaan, want al die bubbels op elkaar nemen te veel ruimte in. En dat is nu net wat je in die kleine chips wilt voorkomen.

Voor de simulatie liet ik tweeëndertig aan elkaar geschakelde pentiums uitrekenen hoe de atomen op elkaar vallen. Het resultaat daarvan is een lange rij getallen die aangeven waar de atomen zitten. Je ziet dus niet voor je wat ze doen, en mijn taak was om uit die getallenbrij af te leiden hoe ze bewegen.

Het komende jaar moet ik daar nog mijn proefschrift over schrijven. Een proefopstelling hoefde ik tot nu toe niet te gebruiken, mijn hele onderzoek speelt zich af in het geheugen van de computer. Dat vind ik helemaal niet erg. Ik heb bijna nooit ruzie met computers want ze doen precies wat ik wil.” (RZ)

Naam :Peter Klaver (29)

Nationaliteit :Nederlander

Onderwerp : de fabricage van metaallaagjes op nanoschaal

Promotor : Barend Thijsse (materiaalkunde)

Tussenstand : nog een halfjaar te gaan

,,Computerchips moeten steeds sneller en kleiner, maar het materiaal waarvan ze zijn gemaakt heeft ongeveer zijn grenzen bereikt. Er worden nu al dertig jaar aluminiumgeleidertjes gebruikt. Liever zouden fabrikanten met koper werken, omdat dit sneller stroom geleidt. Maar het probleem is dat koper met het silicium van de chips reageert.

Dit kun je voorkomen door hele dunne laagjes van een ander metaal aan te brengen, die als een jas om het koper sluiten. Je moet dan wel een metaal kiezen dat koper goed tegenhoudt. In mijn simulatieonderzoek gebruik ik tantaal. Dit werkt goed als barrière en toch blijft het zaakje draaiende, het geleidt de stroom goed.

In het echt schiet je met een ionenbundel op een stuk tantaal. Daaronder ligt een koud plaatje koper waar het tantaal door de beschieting op valt. Alles gebeurt op nanoschaal, dus is het heel lastig om bij de fabricage van ieder plaatje te moeten kijken of het metaal er wel vlak op zit. Dat kost een middag prutsen met een atomic force microscoop. Een simulatie kan je dat besparen, als je van tevoren invoert hoe sterk de gebruikte ionenbundel is en hoe de atomen elkaar afstoten. Hoe beide metalen op elkaar reageren is al uit experimenten bekend.

Ik heb in de computer gesimuleerd wat er gebeurt als je atoomlaagje voor atoomlaagje koper op tantaal aanbrengt. Dit laagje moet er zo egaal mogelijk op vallen. Er mogen geen ‘Alpen’ ontstaan, want al die bubbels op elkaar nemen te veel ruimte in. En dat is nu net wat je in die kleine chips wilt voorkomen.

Voor de simulatie liet ik tweeëndertig aan elkaar geschakelde pentiums uitrekenen hoe de atomen op elkaar vallen. Het resultaat daarvan is een lange rij getallen die aangeven waar de atomen zitten. Je ziet dus niet voor je wat ze doen, en mijn taak was om uit die getallenbrij af te leiden hoe ze bewegen.

Het komende jaar moet ik daar nog mijn proefschrift over schrijven. Een proefopstelling hoefde ik tot nu toe niet te gebruiken, mijn hele onderzoek speelt zich af in het geheugen van de computer. Dat vind ik helemaal niet erg. Ik heb bijna nooit ruzie met computers want ze doen precies wat ik wil.” (RZ)