Nanothermomether für Microchips

Das weltweit kleinste Chip-Thermometer kann winzigste, durch Fehler verursachte Temperaturunterschiede auf Mikrochips entdecken und messen. Es ist mit einer Ausdehnung von zirka 100 Nanometern um den Faktor 1000 kleiner als der Durchmesser eines Haares.

Das Nanowerkzeug haben Dr. Ivo W. Rangelow und Mitarbeiter am Institut für Mikrostrukturtechnologie und Analytik (IMA) der Universität Kassel entwickelt. Dabei kooperierte das Kasseler Team mit Dr. Klaus Edinger von der Universität Maryland, USA.

Mit diesem Werkzeug soll es möglich sein, Temperatur mit der Genauigkeit von einem tausendstel Grad Celsius auf einer Scala mit einer Auflösung in der Größenordnung von einem Nanometer zu messen. Es wird verwendet, um heiße Stellen eines Mikrochips zu erkennen und damit Fehlerquellen zu lokalisieren.

Das Nanothermometer auf dem Trägermaterial (links) und die Thermoschleife (rechts).

Das Nanothermometer besteht aus einem Nanodraht mit einem Durchmesser von zirka 100 nm in Form einer Thermoschleife. Als Messprinzip wird das Verhalten des elektrischen Thermoschleifenwiderstandes bei einer Temperaturveränderung genutzt. Darüber hinaus wird die Thermoschleife auf einen weichen Biegebalken gebracht und kann damit gleichzeitig als Abtastspitze, mittels Kraftwechselwirkungen mit der Oberfläche, die Topologie des Chips abbilden. (fkh)