Was ist BFO?

Bismuteisenoxid (BiFeO3, BFO) – ein Material mit veränderbaren Eigenschaften für verschiedene elektronische Anwendungen

Die Mikroelektronik und damit verbundene Innovationen in Kommunikation und Datenverarbeitung haben in den letzten 30 Jahren unsere Lebens- und Arbeitswelt verändert wie kaum eine andere Technologie. Wesentlicher Treiber waren die Fortschritte der Hardwaregrundlagen: Nach dem sog. Mooreschen Gesetz verdoppelt sich die Integrationsdichte auf Schaltkreisen ca. alle 18 Monate. Nachdem lange Zeit die Strukturen auf Chips immer kleiner wurden, werden jetzt physikalische Grenzen erreicht. Auch spielt die Integrationsdichte nicht mehr die alleinige Hauptrolle, sondern es treten Fragen wie Energiebedarf und More-Than-Moore-Funktionalitäten von Schaltkreisen in den Vordergrund insb. für mobile Anwendungen. Für zukünftige Schaltkreise kommen immer mehr neue Materialien ins Spiel, welche die CMOS-Technologie ergänzen können. BFO ist ein solches Material mit sehr attraktiven Funktionalitäten.

BFO-Dünnfilme mit metallischen Elektroden erlauben das nichtflüchtige Schalten des Widerstandes bzw. der Kapazität. Die BFO-Schicht besitzt dabei eine flexible Barrierenhöhe, welche analog, schnell und energieeffizient durch Anlegen eines Spannungspulses langzeitstabil eingestellt wird. Diese neuartigen Eigenschaften entfalten sich ohne einen Elektroformierungsschritt bis zu Temperaturen von 80°C-120°C. Die technologische Machbarkeit der wenigen, verfahrenstechnisch notwendigen Prozessschritte zur Integration in bestehende CMOS-Technologien wurde im halbindustriellen Maßstab belegt und die Skalierung auf 4“-6“-Wafer mit CMOS-kompatiblen, metallisch leitenden Elektroden gezeigt. Die BFO-Plattform als auch die vorgeschlagenen Anwendungen sind patentgeschützt.

Bismuteisenoxid