Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

Teknik Manufaktur Chip Baru Menghasilkan Fitur sekecil 10nm

Published on September 1, 2011 at 9:57 AM

Pembuatan perangkat nano - transistor dalam chip komputer, optik dalam chip komunikasi, sistem mekanik di dalam chip biosensor dan mikofluida dan Micromirror - masih sangat tergantung pada teknik yang dikenal sebagai fotolitografi. Tapi akhirnya, ukuran perangkat yang dapat menghasilkan fotolitografi dibatasi oleh panjang gelombang cahaya yang sangat. Sebagai nanodevices semakin kecil, mereka akan menuntut metode fabrikasi baru.

Dalam sepasang kertas baru-baru ini, para peneliti di MIT Laboratorium Penelitian Badan Teknik Elektronika dan Singapura Ilmu Pengetahuan, Teknologi dan Penelitian (A * STAR) telah menunjukkan teknik baru yang dapat menghasilkan fitur chip hanya 10 nanometer - atau sekitar 30 atom - di. Para peneliti menggunakan metode yang ada untuk deposit pilar sempit plastik pada permukaan chip, kemudian mereka menyebabkan runtuhnya pilar untuk arah yang telah ditentukan, meliputi chip dengan pola-pola rumit.

Para peneliti RLE juga dapat mengontrol runtuhnya nano 'dinding,' pencetakan garis lurus pada sebuah chip - atau, seperti dalam kasus ini, mereproduksi logo MIT.

Ironisnya, pekerjaan itu merupakan cabang dari penelitian mencoba untuk mencegah runtuhnya nanopillars. "Keruntuhan struktur adalah salah satu masalah utama yang litografi turun pada tingkat 10-nanometer akan menghadapi," kata Karl Berggren, yang Emanuel E. penghuni darat (1958) Associate Professor Teknik Elektro dan Ilmu Komputer, yang memimpin pekerjaan baru. "Secara struktural, hal-hal yang tidak kaku saat itu skala panjang Ini lebih seperti mencoba untuk mendapatkan rambut untuk berdiri.. Itu hanya ingin tiba berakhir." Berggren dan rekan-rekannya bingung memikirkan masalah ketika, ia mengatakan, hal itu terpikir oleh mereka bahwa "jika kita tidak bisa berakhir pemukulan itu, mungkin kita bisa menggunakannya."

Status quo

Dengan fotolitografi, chip yang dibangun dalam lapisan, dan setelah setiap lapisan diendapkan, itu ditutupi dengan bahan peka cahaya yang disebut menolak. Cahaya bersinar melalui stensil bermotif rumit - yang disebut topeng - mengekspos bagian kertas foto menolak tetapi tidak yang lain, banyak cara cahaya bersinar melalui negatif foto mengekspos. Bagian-bagian terbuka dari menolak mengeras, dan sisanya dihapus. Bagian dari chip dilindungi oleh menolak kemudian terukir pergi, biasanya oleh asam atau plasma, sisanya menolak dihapus, dan seluruh proses diulangi.

Ukuran fitur terukir ke dalam chip dibatasi, namun, dengan panjang gelombang cahaya yang digunakan, dan produsen chip sudah menyeruduk melawan batas-batas cahaya tampak. Salah satu alternatif mungkin adalah menggunakan balok sempit terfokus elektron - atau e-balok - untuk mengekspos menolak. Tapi e-balok tidak mengekspos seluruh chip sekaligus, cahaya cara apa, melainkan, mereka harus memindai seluruh permukaan chip baris pada suatu waktu. Yang membuat e-beam lithography kurang efisien dibandingkan fotolitografi.

Pilar etsa ke dalam menolak, di sisi lain, membutuhkan fokus e-balok hanya pada satu tempat. Hamburan pilar jarang di chip dan memungkinkan mereka untuk runtuh ke dalam pola yang lebih kompleks sehingga dapat meningkatkan efisiensi e-beam lithography.

Lapisan tahan disimpan dalam e-beam lithography begitu tipis sehingga, setelah terpajan menolak telah hanyut, cairan yang secara alami tetap di belakang sudah cukup untuk menenggelamkan pilar. Seperti menguap cairan dan pilar muncul, tegangan permukaan cairan yang tersisa antara pilar menyebabkan mereka runtuh.

Mendapatkan merata

Pada bagian pertama dari dua makalah, diterbitkan tahun lalu dalam jurnal Nano Letters, Berggren dan Huigao Duan, seorang mahasiswa berkunjung dari Lanzhou University di China, menunjukkan bahwa ketika dua pilar yang sangat dekat satu sama lain, mereka akan runtuh terhadap satu sama lain. Dalam sebuah makalah tindak lanjut, muncul dalam edisi 5 September dari milyuner-pulsa jurnal Kecil, Berggren, Duan (sekarang di A * STAR) dan Joel Yang (yang melakukan pekerjaannya PhD dengan Berggren, juga bergabung dengan A * STAR setelah lulus di 2009) menunjukkan bahwa dengan mengendalikan bentuk pilar terisolasi, mereka bisa mendapatkan mereka runtuh dalam arah apapun yang mereka pilih.

Lebih khususnya, sedikit meratakan satu sisi pilar akan menyebabkan itu runtuh dalam arah yang berlawanan. Para peneliti tidak tahu mengapa, Berggren mengatakan: Ketika mereka menetas ide pilar asimetris, mereka mengharapkan mereka runtuh ke sisi datar, cara pohon cenderung untuk runtuh ke arah kapak yang mencolok itu. Dalam percobaan, sebagian pilar diratakan akan runtuh dalam arah yang dituju dengan sekitar 98 persen kehandalan. "Itu tidak dapat diterima dari perspektif industri," kata Berggren, "tapi tentu baik sebagai titik awal dalam sebuah demonstrasi teknik."

Pada saat ini, teknik ini memiliki keterbatasan. Ruang pilar terlalu dekat bersama-sama, dan mereka akan runtuh ke arah satu sama lain, tidak peduli bentuknya. Yang membatasi berbagai pola bahwa teknik ini dapat menghasilkan pada chip dengan struktur dikemas erat, karena mereka pada chip komputer.

Namun menurut Joanna Aizenberg, Amy Smith Berylson Profesor Material Science di Harvard University, aplikasi di mana teknik ini akan terbukti paling berguna mungkin belum membayangkan belum. "Hal ini dapat membuka jalan untuk menciptakan struktur yang tidak mungkin dilakukan sebelumnya," kata Aizenberg. "Mereka tidak dalam manufaktur namun karena tak ada yang tahu bagaimana membuat mereka."

Meskipun Berggren dan rekan-rekannya tidak tahu ketika mereka mulai eksperimen mereka sendiri, selama beberapa tahun kelompok Aizenberg telah menggunakan runtuhnya terkendali struktur pada skala mikrometer untuk memproduksi bahan dengan sifat optik baru. Tapi "khususnya aplikasi yang menarik akan datang dari skala sub-100-nanometer," kata Aizenberg. "Ini benar-benar menakjubkan tingkat kontrol dari perakitan struktur nano bahwa kelompok Karl telah dicapai."

Last Update: 4. October 2011 21:17

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit