Herstellung und Eigenschaften von elektrochemisch abgeschiedenen Kupferkompositschichten mit eingelagerten Kohlenstoffnanoröhren

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Ziel des vorliegenden Projektes ist es, die mechanischen Eigenschaften von Dünnschichten durch Einlagerung von Kohlenstoffnanoröhren (CNT) mit ihren charakteristischen mechanischen, elektronischen, thermischen und magnetischen Eigenschaften zu verbessern bzw. gezielt zu modifizieren. Metallmatrix-Kompositmaterialien stellen eine hochinteressante Werkstoffklasse dar, in der die Eigenschaften der Metalle mit denen der Einlagerungsphase in optimaler Weise miteinander verknüpft werden können. Die Eigenschaften der durch elektrochemischen Abscheidung hergestellten Komposite in Dünnschichtform werden experimentell und theoretisch mit aktuellen Cu- und Cu(Ag)-Legierungsschichten der Mikroelektronik verglichen. Es wird erwartet, dass bei derartigen CNT-Cu-Kompositschichten nicht nur die mechanischen Eigenschaften, sondern auch der Widerstand gegen spannungsinduzierte Migration im Vergleich zu Cu-Schichten erhöht sind. Die schlechte Benetzung des Kupfers auf den CNTs soll entweder über das Aufbringen einer extrem dünnen Ta- oder Ru-Zwischenschicht mittels der Atomlagenabscheidung (ALD) erfolgen oder durch Zugabe von Additiven zum Elektrolyten (Funktionalisierung der CNTs) verbessert werden. Des Weiteren soll auch an (magnetisch) gefüllten CNTs untersucht werden, inwieweit sich die magnetischen oder elektrischen Eigenschaften der Kompositschichten gezielt variieren lassen. Ein weiteres Ziel ist die intensive Untersuchung der Grenzflächenhaftung zwischen CNT und Kupfer mit Pull-Out-Experimenten