(ULSI) causes an increase of the resistance of the wiring system by increased scattering of electrons at side walls and grain boundaries in the state of the art Cu technology, which increases the RC delay of the interconnect system and thus degrades the performance of the device. The outstanding properties of carbon nanotubes (CNT) such as a large mean free path, a high thermal conductance and a large resistance against electromigration make them an ideal candidate to replace Cu in future feature nodes. The present thesis contributes to the preparation and properties of CNT based vertical interconnections (vias). In addition, all processes applied during the fabrication are compatible to ULSI and an interface between CNT based vias and a Cu metallization is studied. The methodology for the evaluation of CNT based vias is improved; it is highlighted that by measuring the resistance of one multiwall CNT and taking into account the CNT density, the performance of the CNT based vias can be predicted accurately. This provides the means for a systematic evaluation of different integration procedures and materials. The lowest contact resistance is obtained for carbide forming metals, as long as oxidation during the integration is avoided. Even though metal-nitrides exhibit an enhanced contact resistance, they are recommended to be used at the bottom metallization in order to minimize the oxidation of the metal-CNT contact during subsequent processing steps. Overall a ranking for the materials from the lowest to the highest contact resistance is obtained: Ta < Ti < TaN < TiN « TiO2 « Ta2O5 Furthermore the impact of post CNT growth procedures as chemical mechanical planarization, HF treatment and annealing procedures after the CNT based via fabrication are evaluated. The conductance of the incorporated CNTs and the applicable electrical transport regime relative to the CNT quality and the CNT length is discussed. In addition, a strong correlation between the temperature coefficient of resistance and the initial resistance of the CNT based vias at room temperature has been observed. / Die kontinuierliche Miniaturisierung der charakteristischen Abmessungen in hochintegrierten Schaltungen (ULSI) verursacht einen Anstieg des Widerstandes im Zuleitungssystem aufgrund der erhöhten Streuung von Elektronen an Seitenwänden und Korngrenzen in der Cu-Technologie, wodurch die Verzögerungszeit des Zuleitungssystems ansteigt. Die herausragenden Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren (CNT), wie eine große mittlere freie Weglänge, hohe thermische Leitfähigkeit und eine starke Resistenz gegenüber Elektromigration machen diese zu einem idealen Kandidaten, um Cu in zukünftigen Technologiegenerationen zu ersetzen. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Herstellung und daraus resultierenden Eigenschaften von Zwischenebenenkontakten (Vias) basierend auf CNTs. Alle verwendeten Prozessierungsschritte sind kompatibel mit der Herstellung von hochintegrierten Schaltkreisen und eine Schnittstelle zwischen den CNT Vias und einer Cu-Metallisierung ist vorhanden. Insbesondere das Verfahren zur Evaluierung von CNT Vias wurde durch den Einsatz verschiedener Methoden verbessert. Insbesondere soll hervorgehoben werden, dass durch die Messung des Widerstandes eines einzelnen CNTs, bei bekannter CNT Dichte, der Via Widerstand sehr genau vorausgesagt werden kann. Dies ermöglicht eine systematische Untersuchung des Einflusses der verschiedenen Prozessschritte und der darin verwendeten Materialien auf den Via Widerstand. Der niedrigste Kontaktwiderstand wird für Karbidformierende Metalle erreicht, solange Oxidationsprozesse ausgeschlossen werden können. Obwohl Metallnitride einen höheren Kontaktwiderstand aufweisen, sind diese für die Unterseitenmetallisierung zu empfehlen, da dadurch die Oxidation der leitfähigen Schicht minimiert wird. Insgesamt kann eine Reihenfolge beginnend mit dem niedrigsten zum höchsten Kontaktwiderstand aufgestellt werden: Ta < Ti < TaN < TiN « TiO2 « Ta2O5 Desweiteren wurde der Einfluss von Verfahren nach dem CNTWachstum wie die chemischmechanische Planarisierung, eine HF Behandlung und einer Temperaturbehandlung evaluiert, sowie deren Einfluss auf die elektrischen Parameter des Vias untersucht. Die Leitfähigkeit der integrierten CNTs und die daraus resultierenden elektrischen Transporteigenschaften in Abhängigkeit der CNT Qualität und Länge werden besprochen. Ebenso wird die starke Korrelation zwischen dem Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes und des Ausgangswiderstandes der CNT basierten Vias bei Raumtemperatur diskutiert.

Aufgabe der elektrophysiologischen Studie zur Charakterisierung der neuronalen hypothalamischen Plastizität beim Haushuhn war es, den Einfluss des Alters sowie GABAerger Substanzen auf die Feuerrate und die Temperatursensitivität (thermischer Koeffizient: TC) von Hypothalamusneuronen mittels extrazellulärer Ableitungen in Hirnschnitten zu untersuchen. Im Vergleich zu adulten Vögeln und Säugetieren wurde bei juvenilen Hühnern eine hohe neuronale Kältesensitivität nachgewiesen, die offensichtlich eine spezifische Eigenschaft juveniler Vögel ist. Die Ontogenese der neuronalen hypothalamischen Thermosensitivität ist deutlich artspezifisch. Einige Neurone wiesen eine inherente Kältesensitivität auf. Eine mögliche zentrale Rolle kältesensitiver Neurone im Rahmen der Thermoregulation juveniler Hühner wurde postuliert. Muscimol und Baclofen hemmen signifikant die Feuerrate der Hypothalamusneurone, unabhängig von der jeweiligen Thermosensitivität. Demgegenüber bewirken Bicucullin und CGP35348 einem Anstieg der Feuerrate. Nur bei kältesensitiven Neuronen wurde der TC signifikant durch GABAB-Rezeptor-Liganden verändert (signifikant erhöht durch Baclofen und durch CGP35348 gehemmt). Der Effekt von Muscimol und Baclofen auf Feuerrate und TC wurde durch Co-Perfusion mit einer 10-fach höheren Konzentration der entsprechenden Antagonisten Bicucullin und CGP35348 aufgehoben. Der wesentliche GABAerge Einfluss auf thermosensitive und –insensitive Hypothalamusneurone ist mit dem bei Säugetieren nachgewiesenen vergleichbar. Der einzige Unterschied betrifft die GABAB-Rezeptor vermittelte Änderung des TC. Beim Hühnerküken betraf dies die kältesensitiven und beim Säugetier die wärmesensitiven Neurone. Der grundlegende Mechanismus der GABAergen Beeinflussung thermosensitiver und –insensitiver Neurone scheint einen älteren evolutionären Ursprung zu haben. Eine funktionelle Rolle GABAerger Substanzen im Rahmen der zentralen Kontrolle der Körpertemperatur beim Vogel ist möglich. / In the present electrophysiological studies, characterization of neuronal hypothalamic plasticity in the chicken aims to investigate the influence of age during development by extracellular recordings. High neuronal cold sensitivity has been found in juvenile chicken in contrast to adult mammals and birds. High hypothalamic cold sensitivity seems to be a specific characteristic feature in juvenile birds. Between species a species specificity of the early development of neuronal hypothalamic thermosensitivity could be clearly demonstrated. Existence of inherent nature to a certain degree suggests a possible thermoregulatory role of cold-sensitive neurons in chicken. The effects of the GABAergic substances on neuronal tonic activity (firing rate) and temperature sensitivity (temperature coefficient) in hypothalamic neurons have been examined. Muscimol and baclofen in equimolar concentrations significantly inhibited tonic activity, regardless of their type of thermosensitivity. In contrast bicuculline and CGP 35348 increased firing rate. Temperature coefficient was significantly changed by ligands of GABAB receptors, restricted to cold-sensitive neurons. The TC was significantly increased by baclofen and significantly decreased by CGP 35348. Effects of muscimol and baclofen on firing rate and TC were prevented by co-perfusion of appropriate antagonists bicuculline and CGP 35348, respectively in tenfold higher concentration. Thus the main effects of GABA in chicken are similar with that described in mammals. The only difference is in respect of the GABAB receptors mediated change restricted to cold-sensitive neurons in chicken but in mammals only seen in warm-sensitive neurons. However, the results indicate that the fundamental mechanism of GABAergic influence in chicken are conserved during evolution. The response of hypothalamic neurons to temperature changes suggest a possible functional role of GABAergic substances in the control of body temperature in birds.

(ULSI) causes an increase of the resistance of the wiring system by increased scattering of electrons at side walls and grain boundaries in the state of the art Cu technology, which increases the RC delay of the interconnect system and thus degrades the performance of the device. The outstanding properties of carbon nanotubes (CNT) such as a large mean free path, a high thermal conductance and a large resistance against electromigration make them an ideal candidate to replace Cu in future feature nodes. The present thesis contributes to the preparation and properties of CNT based vertical interconnections (vias). In addition, all processes applied during the fabrication are compatible to ULSI and an interface between CNT based vias and a Cu metallization is studied. The methodology for the evaluation of CNT based vias is improved; it is highlighted that by measuring the resistance of one multiwall CNT and taking into account the CNT density, the performance of the CNT based vias can be predicted accurately. This provides the means for a systematic evaluation of different integration procedures and materials. The lowest contact resistance is obtained for carbide forming metals, as long as oxidation during the integration is avoided. Even though metal-nitrides exhibit an enhanced contact resistance, they are recommended to be used at the bottom metallization in order to minimize the oxidation of the metal-CNT contact during subsequent processing steps. Overall a ranking for the materials from the lowest to the highest contact resistance is obtained: Ta < Ti < TaN < TiN « TiO2 « Ta2O5 Furthermore the impact of post CNT growth procedures as chemical mechanical planarization, HF treatment and annealing procedures after the CNT based via fabrication are evaluated. The conductance of the incorporated CNTs and the applicable electrical transport regime relative to the CNT quality and the CNT length is discussed. In addition, a strong correlation between the temperature coefficient of resistance and the initial resistance of the CNT based vias at room temperature has been observed. / Die kontinuierliche Miniaturisierung der charakteristischen Abmessungen in hochintegrierten Schaltungen (ULSI) verursacht einen Anstieg des Widerstandes im Zuleitungssystem aufgrund der erhöhten Streuung von Elektronen an Seitenwänden und Korngrenzen in der Cu-Technologie, wodurch die Verzögerungszeit des Zuleitungssystems ansteigt. Die herausragenden Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren (CNT), wie eine große mittlere freie Weglänge, hohe thermische Leitfähigkeit und eine starke Resistenz gegenüber Elektromigration machen diese zu einem idealen Kandidaten, um Cu in zukünftigen Technologiegenerationen zu ersetzen. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Herstellung und daraus resultierenden Eigenschaften von Zwischenebenenkontakten (Vias) basierend auf CNTs. Alle verwendeten Prozessierungsschritte sind kompatibel mit der Herstellung von hochintegrierten Schaltkreisen und eine Schnittstelle zwischen den CNT Vias und einer Cu-Metallisierung ist vorhanden. Insbesondere das Verfahren zur Evaluierung von CNT Vias wurde durch den Einsatz verschiedener Methoden verbessert. Insbesondere soll hervorgehoben werden, dass durch die Messung des Widerstandes eines einzelnen CNTs, bei bekannter CNT Dichte, der Via Widerstand sehr genau vorausgesagt werden kann. Dies ermöglicht eine systematische Untersuchung des Einflusses der verschiedenen Prozessschritte und der darin verwendeten Materialien auf den Via Widerstand. Der niedrigste Kontaktwiderstand wird für Karbidformierende Metalle erreicht, solange Oxidationsprozesse ausgeschlossen werden können. Obwohl Metallnitride einen höheren Kontaktwiderstand aufweisen, sind diese für die Unterseitenmetallisierung zu empfehlen, da dadurch die Oxidation der leitfähigen Schicht minimiert wird. Insgesamt kann eine Reihenfolge beginnend mit dem niedrigsten zum höchsten Kontaktwiderstand aufgestellt werden: Ta < Ti < TaN < TiN « TiO2 « Ta2O5 Desweiteren wurde der Einfluss von Verfahren nach dem CNTWachstum wie die chemischmechanische Planarisierung, eine HF Behandlung und einer Temperaturbehandlung evaluiert, sowie deren Einfluss auf die elektrischen Parameter des Vias untersucht. Die Leitfähigkeit der integrierten CNTs und die daraus resultierenden elektrischen Transporteigenschaften in Abhängigkeit der CNT Qualität und Länge werden besprochen. Ebenso wird die starke Korrelation zwischen dem Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes und des Ausgangswiderstandes der CNT basierten Vias bei Raumtemperatur diskutiert.