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La Technique de Fabrication Neuve Produit des Caractéristiques techniques de Puce Aussi Petites que 10nm

Published on September 1, 2011 at 9:57 AM

La fabrication des dispositifs de nanoscale - les transistors dans des puces pour ordinateurs, le bloc optique dans des puces de transmissions, les systèmes mécaniques dans les biocapteurs et dans les puces microfluidic et de micromirror - dépend toujours primordialement d'une technique connue sous le nom de photolithographie. Mais éventuel, la taille des dispositifs que la photolithographie peut produire est limitée par la longueur d'onde même de la lumière. Car les nanodevices deviennent plus petits, ils exigeront des méthodes neuves de fabrication.

Dans une paire de papiers récents, les chercheurs au Laboratoire de Recherche du MIT de l'Électronique et de l'Agence du Bureau D'études de Singapour pour la Science, la Technologie et la Recherche (A*STAR) ont expliqué une technique neuve qui pourrait produire des caractéristiques techniques de puce seulement 10 nanomètres - ou environ 30 atomes - à travers. Les méthodes existantes d'utilisation de chercheurs pour déposer les piliers étroits du plastique sur la surface d'une puce ; alors ils font effondrer les piliers dans des sens prédéterminés, couvrant la puce de configurations compliquées.

Les chercheurs de RLE peuvent également régler l'effondrement du nanoscale « parois, » imprimant des lignes droites sur une puce - ou, en tant que dans ce cas, reproduisant le logo de MIT.

Ironiquement, le travail était un rejeton de recherche essayant d'éviter l'effondrement des nanopillars. Le « Effondrement des structures est l'un des problèmes majeurs qui lithographie vers le bas à la face de niveau de volonté du nanomètre 10, » dit Karl Berggren, les 1958) Professeurs Agrégés d'Emanuel E. Landsman (du Génie Électrique et De l'informatique, qui a abouti les travaux récents. « Structurellement, ces choses ne sont pas comme rigides à cette échelle de longueur. Elle est plutôt l'essai d'obtenir des cheveux pour se lever. Elle veut juste s'effondre plus de. » Berggren et ses collègues déconcertaient au-dessus du problème quand, il dit, il s'est produit à eux cela « si nous ne pouvons pas terminer le battre, peut-être nous peut l'utiliser. »

Statu quo

Avec la photolithographie, des puces sont accumulées dans les couches, et après que chaque couche soit déposée, elle a couvert d'appelé matériel sensible à la lumière une résistance. La Lumière brillant par un pochoir compliqué modelé - appelé un masque - des pièces d'expositions de la résistance mais pas d'autres, beaucoup la lumière de voie brillant par un négatif photographique expose le papier de photo. Les parties exposées de la résistance tannent, et le reste est enlevé. La partie de la puce non protégée par la résistance est alors corrodée loin, habituellement par un acide ou un plasma ; rester résistent est retiré ; et le procédé entier est répété.

La taille des caractéristiques techniques corrodées dans la puce est contrainte, cependant, par la longueur d'onde de la lumière utilisée, et des fabricants de circuits intégrés aboutent déjà contre les limites de la lumière visible. Une alternative possible emploie les poutres étroitement orientées des électrons - ou des e-poutres - pour exposer la résistance. Mais les e-poutres n'exposent pas la puce entière immédiatement, la voie que la lumière fait ; au lieu de cela, elles doivent balayer en travers de la surface de la puce une ligne à la fois. Cela rend la lithographie d'e-poutre beaucoup moins efficace que la photolithographie.

Corroder d'un pilier dans la résistance, d'autre part, exige concentrer une e-poutre sur seulement un en un seul lieu. La Dispersion des piliers clairsemés en travers de la puce et leur permettre de s'effondrer dans des configurations plus complexes ont pu augmenter ainsi l'efficience de la lithographie d'e-poutre.

La couche de résistent déposé en lithographie d'e-poutre est tellement légèrement que, après que les non exposés résistent a été enlevé, le liquide que reste naturellement est derrière assez pour submerger les piliers. Pendant Que le liquide s'évapore et les piliers apparaissent, la tension superficielle du liquide restant entre les piliers les fait effondrer.

Obtention inégale

Dans le premier des deux papiers, publié l'année dernière dans les Lettres de tourillon, le Berggren et le Huigao Duan, un élève Nanos de visite d'Université de Lanzhou en Chine, prouvée que quand deux piliers sont très proches entre eux, ils s'effondreront vers l'un l'autre. Dans un papier complémentaire, apparaissant dans la question Septembre de 5 de l'exposition de Petit, de Berggren, de Duan (maintenant à A*STAR) et de Joel Yang (qui ont effectué son travail de PhD avec Berggren, A*STAR également de jointure de tourillon de nanotechnologie après avoir reçu un diplôme en 2009) dans laquelle en réglant la forme des piliers d'isolement, ils peuvent les obtenir pour s'effondrer Qu'est ce que sens ils choisissent.

Plus en particulier, aplatir légèrement un côté du pilier le fera effondrer dans le sens inverse. Les chercheurs n'ont aucune idée pourquoi, Berggren dit : Quand ils ont haché l'idée des piliers asymétriques, ils se sont attendus à ce qu'ils s'effondrent vers le côté plat, la voie qu'un arbre tend à effondrer en direction de la hache qui l'heurte. Dans les expériences, les piliers partiellement aplatis s'effondreraient dans le sens destiné avec environ 98 pour cent de fiabilité. « Qui n'est pas acceptable d'un point de vue industriel, » Berggren dit, « mais cela est certainement parfait comme point de départ dans une démonstration de bureau d'études. »

Au moment où, la technique a ses limitations. Espacez les piliers trop étroitement ensemble, et ils s'effondreront vers l'un l'autre, aucune substance leur forme. Cela limite le domaine des configurations que la technique peut produire sur des puces avec des structures bourrées fortement ensemble, car ils sont sur des puces pour ordinateurs.

Mais selon Joanna Aizenberg, le Professeur d'Amy Smith Berylson de la Science Des Matériaux À l'Université de Harvard, les applications où la technique s'avérera le plus utile a pu ne pas avoir été imaginé encore. « Elle peut ouvrir la voie de produire les structures avant lesquelles n'étaient juste pas possibles, » Aizenberg dit. « Elles ne sont pas en fabriquant encore parce que personne n'a su les effectuer. »

Bien Que Berggren et ses collègues ne l'aient pas connue quand ils ont commencé leurs propres expériences, parce que groupe de plusieurs Aizenberg d'années avait employé l'effondrement réglé des structures sur l'échelle de micromètre pour produire des matériaux avec les propriétés optiques nouvelles. Mais « en particulier les applications intéressantes viendraient de cette échelle de sub-100-nanometer, » Aizenberg dit. « C'est un niveau de contrôle réellement étonnant de l'assemblage de nanostructure que le groupe de Karl a réalisé. »

Last Update: 11. January 2012 05:56

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