Svenska kolnanofiber ger bättre halvledare

Kolnanofibrer leder både ström och värme bättre än koppar på nanonivå. Dessutom är de billigare. Det här vill Göteborgsföretaget Smoltek utnyttja för att förbättra både CMOS-processer och kapslingstekniker.

Smolteks grundare Shafiq Kabir har precis fått ett första patent beviljat i USA och målet är att ha en kommersiell process klar inom ett par år.

– Halvledarindustrin är svår att komma in i, det tar tid att bli accepterad. Samtidigt finns det ett intresse för nya tekniker och en vilja att ta till sig ny teknik. Ser man till förbindelserna i halvledarkretsarna så finns det ingen lösning för hur man ska göra dem efter år 2013, 2014 i de planer som ligger idag, säger Shafiq Kabir.

Han grundade Smoltek år 2006 efter att ha doktorerat på Chalmers.

Idag använder halvledartillverkarna koppar för att skapa förbindelser i alla lager utom i de understa men i takt med att geometrierna krymper blir det allt svårare för kopparledarna att hänga med. De framtidsplaner som industrin arbetar efter visar att det blir problem med koppar redan om tre, fyra år och det finns ingen given lösning för hur ledarna ska skalas.

Det är här som Smoltek kommer in. Med kolnanofibrer går det att skapa högkvalitativa förbindelser med betydligt mindre dimensioner.

– Vi kan göra dem så små som 20 nm i diameter och med samma höjd som lagren, lite under en mikrometer.

CMOS-kompatibel process
Processen liknar den som redan används för att bygga de olika lagren i halvledarkretsarna med ett litografisteg som bestämmer var kolnanofibrerna ska växa i CVD-kammaren.

– Vi säger att vår process är CMOS-kompatibel eftersom vi använder samma maskiner som finns i dagens processlinor. Det handlar mest om att tillverkarna måste lära sig vår teknik och använda våra recept, säger Shafiq Kabir.

Ett parallellt spår för Smoltek är att använda tekniken för kapsling. Kolnanofibrerna kan skapa så kallade bumpar, små kulor som bildar anslutningar mellan kretsen och en bärare.

– Vi kan göra bumpar som har 200 nm pitch (centrumasvstånd). Idag har man flera hundra mikrometer pitch på bumparna.
Genom att använda kolnanofibrer får man allstå in betydligt fler anslutningar per ytenhet. Tekniken kan användas för att göra bumpar på ett flip-chip som sedan monteras i exempelvis en BGA-kapsel men också för de yttre bumpar som ansluter BGA:an till mönsterkortet.

Behöver mer pengar
Smoltek har tre heltids- och en deltidsanställd. Företaget har hittills tagit in en mindre mängd kapital från Chalmers Innovation, Chalmers Innovation Seed Fund, Innovationsbron, Sätila Holding och några privata investerare. För att kommersialisera tekniken behövs betydligt mer kapital. Hur mycket det handlar och styrs bland annat av om företaget väljer att sälja tekniken i form av licenser eller om man ska sälja nyckelfärdiga system.

– Vi är redan i kontakt med olika potentiella kunder i halvledarindustrin och det kommer att komma goda nyheter senare i år, säger Shafiq Kabir.