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
Яндекс обвинили в тайной слежке за пользователями Android-смартфонов
Новости
Вторая конференция по вычислительной оптимизации ICOMP пройдет в Абу-Даби
Иннополис
Археологи нашли останки «призрачного народа»: он исчез, не оставив потомков
Наука
Живые башни из червей: посмотрите на «суперорганизм», который нашли в саду
Наука
Имплантат сетчатки из нанопроводов восстановил зрение у мышей
Наука
На российских сайтах хотят запретить авторизацию через почту Google
Новости
ИИ против айтишников: как новые инструменты меняют ИТ-бизнес
Мнения
Оказалось, Apple Watch «обманывают» в подсчете калорий
Новости
Китай впервые проверил квантовую связь QSDC на борту многоразовой ракеты
Наука
В Москве пройдет форум MOSТИМ 2025 — обсудят цифровизацию в строительстве и выберут лучших в BIM
Новости
Россиянам могут заблокировать входящие звонки из-за рубежа
Новости
Страдающее «лицо» появилось на Солнце: ученые фиксируют поток частиц в сторону Земли
Космос
Маск и Трамп начали войну в соцсетях: что произошло и какие будут последствия
Кейсы
В Нижнем Новгороде создали «умный» материал для 3D-печати человеческих тканей
Наука
ИИ против супербактерий: в ИТМО создали платформу для поиска новых лекарств
Новости
Парк промышленных роботов в России вырос на 62% за один год
Новости
Геофизики объяснили загадочное ускорение сейсмических волн в недрах Земли
Наука
Семь российских вузов разделят 4,7 млрд рублей на исследования в области ИИ
Иннополис
Найден способ изучать квантовые состояния, которые десятилетиями не получалось поймать
Наука
Каталог кейсов применения квантовых технологий представили в России
Новости