Инженеры придумали, как расширить закон Мура с помощью атомного осаждения

Китайские ученые придумали, как с помощью атомарного осаждения преодолеть ограничения закона Мура. Их статья опубликована в журнале International Journal Of Extreme Manufacturing.

Профессор Чен Ронг и другие исследователи в ее группе определили несколько критических проблем в области осаждения на атомарном уровне:

«Атомное осаждение — это универсальная технология осаждения, ориентированная на будущее, которая будет играть все более важную роль в области микронанопроизводства. Производители чипов проявили большой интерес к этой технологии. Помимо области микроэлектроники, осаждение в атомном масштабе имеет широкий спектр применений в оптоэлектронике, накоплении энергии, катализе, биомедицине», — рассказывает профессор Ронг. 

Уменьшение масштаба наноматериалов, наноструктур, наноустройств и наносистем требует применения технологии осаждения на атомном уровне

Но для достижения нанопроизводства с высокой точностью механизм осаждения на атомном уровне требует глубокого изучения. Несмотря на то, что технологии характеризации находятся на подъеме, технология определения характеристик и манипулирования отдельными атомами по-прежнему имеет огромные возможности для улучшения. Для получения сложных наноструктур необходимо сочетание нескольких процессов для различных материалов. Однако, чтобы добиться интеграции процессов, необходимо учитывать точность и эффективность обработки в качестве взаимоингибирующих факторов.

Исследователи предположили, что осаждение на атомном уровне можно использовать для расширения закона Мура. Осаждение на атомарном уровне становится все более перспективной технологией для точного изготовления сложных наноструктур, позволяет создавать эквивалентную топографию с лучшим контролем толщины пленки и без шероховатости поверхности. Оно считается передовой технологией для производства полупроводниковых узлов.

Напомним, после того, как промышленность успешно разработала напряженные Si/Ge, высококалиевые/металлические затворы и плавниковые полевые транзисторы, критический размер полевых транзисторов снизился до 7 нм, то есть на одном чипе размещается почти 7 млрд транзисторов на каждый квадратный сантиметр. Это создает огромные проблемы для реберной структуры и методов нанопроизводства. До настоящего времени литография в экстремальном ультрафиолете использовалась на некоторых критических этапах, но она сталкивается с неточностью выравнивания и высокими затратами при крупносерийном производстве. 

Еще в 1959 году профессор Фейнман предположил: «На дне достаточно места». Это выступление вдохновило людей манипулировать атомами или молекулами как строительными блоками для спроектированных структур. На первом этапе происходит напыление, которое обеспечивает разрешение в латеральном ангстреме в вертикальном направлении, а также травление сверху вниз, например, двойное рисование. Затем для выравнивания сложных трехмерных структур используются различные методы селективного осаждения с помощью шаблона, включая диэлектрические шаблоны, ингибиторы и этапы коррекции. Наконец, разрешение в атомном масштабе может быть достигнуто за счет изначально селективного осаждения.

Методы осаждения на атомарном уровне характеризуются конформностью и однородностью тонких пленок. Осаждение на атомарном уровне может привести к горизонтальному разрешению в вертикальном направлении для разнообразных структур с высоким аспектным соотношением, включая боковые стенки, нанопроволоки, нанотрубки. Самовыравнивающийся двойной шаблон является типичным примером вертикального разрешения. Осаждение на атомном уровне может повысить точность наноструктуры и получить некоторые специальные структуры, которые могут дополнительно уменьшить размер элемента и увеличить плотность транзисторов, тем самым способствуя действию закона Мура в краткосрочной перспективе.

По мере того, как устройства становятся все более сложными, направленный рост тонких пленок считается важным аспектом нанопроизводства. Селективное осаждение — это эффективный метод выравнивания, который может сократить такие этапы, как фотолитография и травление. Обычно добиваются эффективного высокоселективного осаждения, применяя специальные шаблоны. С их помощью производители чипов могут не только накладывать транзисторы непосредственно в трех измерениях, но и интегрировать в чипы многофункциональные функции, такие как датчики и накопление энергии, для производства суперчипов.

Подготовить подходящие шаблоны для селективного осаждения низкоразмерных материалов и сложных трехмерных структур с помощью современных подходов «сверху вниз» довольно сложно. Для эпохи «после кремния» осаждение на атомном уровне становится популярным способом создания множества альтернативных наноматериалов, таких как двумерные, углеродные, сегнетоэлектрические материалы и материалы с фазовым переходом.


Читать далее:

Телескоп «Джеймс Уэбб» сделал первый снимок Юпитера: на нем сразу 9 двигающихся целей

Ученые поняли, почему у Т-Рекс и других крупных динозавров были маленькие «руки»

В старейшей миссии «Вояджер 1» произошел странный сбой, который не получается устранить

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Квантовые инженеры поместили кота Шредингера в компьютерный чип
Наука
Кофе может снизить риск смертности, но только в одном случае
Наука
Этот ядерный двигатель поможет быстрее долететь до Марса: как он работает
Космос
Запуск Falcon 9 завершился успехом: что было на борту миссии
Космос
Прототип Boom Supersonic XB-1 приблизился к звуковому барьеру
Новости
Ученые заглянули внутрь нейтронных звезд, используя квантовую физику
Космос
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука