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From the bottom-up: a physico-chemical approach towards 3D nanostructures with atomic-scale control

Projektbeschreibung

Ein neuartiger Bottom-Up-Ansatz für die Herstellung von Nanoelektronik

Bottom-Up-Ansätze im Bereich der Nanoherstellung nutzen chemische oder physikalische Kräfte im Nanobereich für die Assemblierung von Basiseinheiten in größere Strukturen. Das EU-finanzierte Projekt BottomUp3D plant die Entwicklung innovativer Ansätze für die Bottom-Up-Synthese von Nanoelektronik. Im Fokus steht die Atomlagenabscheidung mit Bereichsauswahl – ein Verfahren mit dem Potenzial, das neue Paradigma in der Bottom-Up-Verarbeitung zu werden, da es eine Steuerung der Synthese mit Präzision auf atomarer Ebene ermöglicht. Neue Fortschritte im Bereich der Nanoelektronik und Quanteninformatik erfordern die Herstellung 3D-nanostrukturierter Geräte. Daher geht das Projekt über moderne Atomlagenabscheideverfahren mit Bereichsauswahl, die planare Substrate verarbeiten, hinaus, und stellt die Herstellung von 3D-Substraten in den Fokus.

Ziel

It is a long held dream in nanoscience to synthesize materials from the bottom-up with atomic-level control of structure and properties, yet the fabrication of nanoelectronics still relies completely on top-down processing. Innovative schemes for bottom-up fabrication will be realized in this project by developing approaches for area-selective atomic layer deposition (ALD), a technique that has the potential to become the new paradigm of bottom-up processing because of its atomic-scale control. Current work on area-selective ALD focuses on the processing of planar substrates, while emerging developments in nanoelectronics and quantum computing require the fabrication of 3D nanostructured devices.

Building on recent innovations in my lab, a multidisciplinary approach to area-selective ALD will be employed which combines vapor-phase dosing of inhibitor molecules as a chemical method and the exposure to directional ions from a plasma as a physical method. Fundamental understanding of the mechanisms of chemical inhibition will be acquired, and a new strategy for physical removal of defects will be developed. These methods will be employed on 3D substrates to enable the fabrication of future device structures. By bringing inhibitor molecules and the directional nature of plasma ions together, new flavors of selective processing will be invented including anisotropic or topographically-selective ALD, which opens up a new direction for the field of area-selective ALD.

The synergy between my extensive expertise with in-situ reaction mechanism studies and plasma processing, my leading role in the field of area-selective ALD, and the group’s unique facilities for atomic-scale processing, offers a stepping stone to the long-awaited shift from top-down to bottom-up processing. Moreover, this work will allow for the scaling of electronics down to the single-nanometer level.

Finanzierungsplan

ERC-STG - Starting Grant

Gastgebende Einrichtung

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN
Netto-EU-Beitrag
€ 1 895 897,00
Adresse
GROENE LOPER 3
5612 AE Eindhoven
Niederlande

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Region
Zuid-Nederland Noord-Brabant Zuidoost-Noord-Brabant
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 1 895 897,00

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