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Tecnica di produzione New Produce caratteristiche del chip più piccolo 10nm

Published on September 1, 2011 at 9:57 AM

La produzione di dispositivi in ​​nanoscala - i transistor nei chip dei computer, l'ottica di chip per le comunicazioni, i sistemi meccanici di biosensori e nei chip microfluidica e microspecchio - dipende ancora prevalentemente su una tecnica nota come fotolitografia. Ma alla fine, le dimensioni dei dispositivi che fotolitografia in grado di produrre è limitata dalla lunghezza d'onda della luce molto. Come nanodispositivi diventano più piccoli, faranno domanda nuovi metodi di fabbricazione.

In un paio di articoli recenti, i ricercatori del MIT Research Laboratory dell'Agenzia Ingegneria Elettronica e di Singapore per la Scienza, Tecnologia e Ricerca (A * STAR) hanno dimostrato una nuova tecnica in grado di produrre i chip a 10 nanometri - o circa 30 atomi - in tutto. I ricercatori utilizzano metodi esistenti per depositare pilastri stretta di plastica sulla superficie di un chip, poi causano le colonne al collasso in direzioni predeterminate, che copre il chip con i modelli complicati.

I ricercatori hanno RLE può anche controllare il crollo della scala nanometrica 'muri' imprinting linee rette su un chip - o, come in questo caso, la riproduzione del logo del MIT.

Ironia della sorte, il lavoro era un ramo di ricerca cercando di evitare il crollo del nanopillars. "Crollo delle strutture è uno dei problemi principali che litografia giù al 10-nanometri livello si troveranno ad affrontare", dice Karl Berggren, la Emanuel E. Landsman (1958) Professore Associato di Ingegneria Elettrica e Informatica, che ha guidato il nuovo lavoro. "Strutturalmente, queste cose non sono così rigidi a quel scala di lunghezza. E 'più come cercare di ottenere un capello a stare in piedi. Vuole solo flop, oltre". Berggren ei suoi colleghi erano perplessi sul problema quando, dice, si è verificato a loro che "se non si può finire per battere, forse siamo in grado di usarlo."

Status quo

Con fotolitografia, i chip sono costruiti a strati, e dopo ogni strato è depositato, è coperta da un materiale sensibile alla luce chiamato resistenza. La luce splende attraverso uno stencil intricato motivo - chiamato una maschera - espone le parti del carta fotografica resistere ma non altri, tanto la luce brilla attraverso via un negativo fotografico espone. Le parti esposte della resistere indurirsi, e il resto è stato rimosso. La parte del chip protetto dal resistere è poi inciso di distanza, di solito da un acido o al plasma, il restante resistere viene rimosso, e l'intero processo si ripete.

La dimensione delle caratteristiche inciso nel chip è vincolato, però, dalla lunghezza d'onda della luce utilizzata, e produttori di chip sono già sbattere contro i limiti della luce visibile. Una possibile alternativa è strettamente utilizzando fasci di elettroni focalizzato - o via e-travi - per esporre la resistenza. Ma e-travi non esporre il chip in una sola volta, la luce come fa, invece, devono eseguire la scansione attraverso la superficie del chip una fila alla volta. Che rende l'e-litografia a fascio molto meno efficiente di fotolitografia.

Acquaforte un pilastro nel resistere, d'altra parte, richiede attenzione e-fascio solo su un singolo punto. Scattering pilastri sparsi in tutto il circuito e permettendo loro di collassare in modelli più complessi, incrementando così l'efficacia delle e-litografia a fascio.

Lo strato di resistere a depositata in e-litografia a fascio è così sottile che, dopo la non esposti resistere è stato spazzato via, il fluido che rimane naturalmente dietro è sufficiente immergere i pilastri. Come il liquido evapora e pilastri emergono, la tensione superficiale del liquido residuo tra i pilastri li fa crollare.

Come irregolare

Nel primo dei due articoli, pubblicati lo scorso anno nella rivista Nano Letters, Berggren e Huigao Duan, uno studente in visita da Lanzhou University in Cina, hanno dimostrato che quando due pilastri sono molto vicini gli uni agli altri, saranno collasso verso l'altro. In un follow-up di carta, che appare sul numero del 5 settembre della rivista nanotecnologie Piccolo, Berggren, Duan (ora in A * STAR) e Joel Yang (che ha fatto il suo lavoro di dottorato con Berggren, aderisce anche A * STAR dopo la laurea in 2009) mostrano che, controllando la forma di colonne isolate, possono farli crollare in qualsiasi direzione che vogliono.

Più in particolare, un po 'appiattendo un lato del pilastro causerà il collasso in direzione opposta. I ricercatori non hanno idea del perché, Berggren dice: Quando sono nati l 'idea di colonne asimmetriche, che si aspettavano il crollo verso il lato piatto, il modo in cui un albero tende a collassare in direzione della scure il gioco è fatto sorprendente. Negli esperimenti, i pilastri parzialmente appiattito sarebbe crollata nella direzione voluta, con circa il 98 per cento affidabilità. "Questo non è accettabile dal punto di vista industriale" Berggren dice, "ma è certamente bene come punto di partenza per una dimostrazione di ingegneria".

Al momento, la tecnica ha i suoi limiti. Spazio pilastri troppo ravvicinati, e faranno crollare l'uno verso l'altro, non importa la loro forma. Che limita la gamma di modelli che la tecnica può produrre sui chip con strutture imballati strettamente insieme, come sono sui chip dei computer.

Ma secondo Joanna Aizenberg, la Amy Smith Berylson Professore di Scienza dei Materiali all'Università di Harvard, le applicazioni in cui la tecnica si rivelerà più utile potrebbe non essere stata ancora immaginato. "Si può aprire la strada per creare strutture che sono state non solo possibile prima", dice Aizenberg. "Non sono ancora in produzione, perché nessuno sapeva come fare loro".

Anche se Berggren ei suoi colleghi non lo sapevano quando hanno iniziato i loro esperimenti, per diversi anni del gruppo Aizenberg è stato controllato con il crollo delle strutture su scala micrometrica per produrre materiali con nuove proprietà ottiche. Ma "particolarmente interessanti applicazioni che provengono da questa sub-100-nanometri scala", dice Aizenberg. "E 'un livello davvero straordinario di controllo del gruppo nanostruttura che il gruppo di Karl ha raggiunto."

Last Update: 4. October 2011 21:17

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