Bagong Manufacturing pamamaraan Gumagawa ng mga Chip Tampok Tulad ng Maliit na bilang 10nm

Published on September 1, 2011 at 9:57 AM

Ang pagyari ng nanoscale aparato - ang mga transistors sa mga chips ng computer, ang optika sa chips ng komunikasyon, ang mga makina na sistema sa biosensors at sa microfluidic at micromirror chips - depende lubha pa rin sa isang pamamaraan na kilala bilang photolithography. Ngunit sa huli, ang laki ng mga aparato na photolithography ay maaaring gumawa ay limitado sa pamamagitan ng napaka haba ng daluyong ng ilaw. Bilang nanodevices makakuha ng mas maliit, ito ay demand ng mga bagong pamamaraan sa katha.

Sa isang pares ng kamakailang mga papeles, ang mga mananaliksik sa MIT ay Research Laboratory ng Engineering Agency Electronics at Singapore ay para sa Science, Teknolohiya at Research (A * STAR) ay may ipinapakita ng isang bagong pamamaraan na maaaring makagawa ng chip tampok lamang 10 nanometers - o tungkol sa 30 atoms - buong. Ang mga mananaliksik ay gumagamit ng mga umiiral na mga pamamaraan sa deposito ng mga makitid na pillars ng plastic sa ibabaw ng isang chip, pagkatapos sila maging sanhi ng mga pillars upang tiklupin sa paunang natukoy na direksyon, sumasaklaw ang chip sa buhul-buhol na mga pattern.

Ang mga RLE mananaliksik ay maaari ring kontrolin ang pagbagsak ng mga pader nanoscale ',' imprinting tuwid na linya sa isang chip-o, pati na sa kasong ito, reproducing ang MIT logo.

Ironically, ang trabaho ay isang sanga ng pananaliksik na sinusubukan upang maiwasan ang pagbagsak ng mga nanopillars. "I-collapse ng kaayusan ay isa ng mga pangunahing problema na ang litograpya down sa 10-nanometer antas ay mukha," sabi ni Karl Berggren, Emanuel E. Landsman (1958) Associate Professor ng Electrical Engineering at Computer Science, na humantong sa bagong trabaho. "Structurally, ang mga bagay na ito ay hindi bilang matibay sa haba na sukat. Ito ay higit pa tulad ng sinusubukan upang makakuha ng isang buhok upang tumayo. Ito lamang gustong sumalampak sa ibabaw." Berggren at ang kanyang mga kasamahan ay puzzling sa ibabaw ng mga problema kapag, sabi niya, naganap sa kanila na "kung hindi namin end up matalo ito, baka maaari naming gamitin ito."

Status quo

Sa photolithography, ang mga chips ay built up sa mga layer, at pagkatapos layer bawat ay deposited, ito ay sakop sa isang light-sensitive materyal na tinatawag na matiis. Banayad na nagniningning sa isang intricately patterned mag-istensil - tinatawag na isang mask - exposes bahagi ng papel paglaban ngunit hindi ang iba, magkano ang paraan ng liwanag na nagniningning sa pamamagitan ng isang Photographic negatibong exposes larawan. Ang nakalantad na bahagi ng paglaban tumigas, at ang natitirang ay aalisin. Ang bahagi ng chip na walang kambil sa pamamagitan ng ang paglaban ay pagkatapos etched layo, karaniwang sa pamamagitan ng isang asido o plasma; ang natitirang paglaban ay aalisin, at ang buong proseso ay paulit-ulit.

Ang laki ng ang mga tampok na etched sa chip ay napilitan, gayunman, sa pamamagitan ng ang haba ng daluyong ng ilaw na ginagamit, at chipmakers ay hangganan laban sa mga limitasyon ng nakikitang liwanag. Isang posibleng alternatibo ay gumagamit ng mga makitid na nakatutok beams ng electron-o e-beams - upang ilantad ang paglaban. Subalit e-beams hindi ilantad ang buong chip sabay-sabay, ang liwanag ng paraan ay, sa halip, mayroon sila upang i-scan sa buong ibabaw ng chip ng isang hilera sa isang panahon. Na gumagawa ng e-sinag litograpya magkano ang mas mahusay kaysa sa photolithography.

Ukit ng isang poste sa paglaban, sa kabilang banda, ay nangangailangan ng na tumututok isang e-sinag lamang sa isang solong lugar. Scattering kalat pillars sa buong chip at na nagpapahintulot sa kanila upang tiklupin sa mas kumplikadong pattern ay maaaring kaya dagdagan ang kahusayan ng e-sinag litograpya.

Ang layer ng paglaban deposited sa e-sinag litograpya ay kaya manipis na, pagkatapos ng unexposed paglaban ay hugasan malayo, ang tuluy-tuloy na natural na mananatiling likod ay sapat na upang palubugin ang pillars. Bilang mga likido evaporates at ang mga pillars lumabas, sa ibabaw pag-igting ng tuluy-tuloy na natitira sa pagitan ng pillars dahilan sa kanila upang tiklupin.

Getting malubak

Sa unang ng dalawang mga papeles, inilathala noong nakaraang taon sa Sulat sa journal Nano, Berggren at Huigao Duan, isang pagbisita sa mag-aaral mula sa Lanzhou University sa China, nagpakita na kapag ang dalawang pillars ay masyadong malapit sa isa't isa, na sila ay tiklupin papunta sa bawat isa. Sa isang follow-up na papel, na lumilitaw sa ang isyu Septiyembre 5 ng nanotech journal Maliit, Berggren, Duan (ngayon sa A * STAR) at Joel Yang (na ang kanyang PhD gawain sa Berggren, ring sumali sa A * STAR pagkatapos ng pagtatapos sa 2009) na ipakita na sa pamamagitan ng pagkontrol sa hugis ng ilang mga pillars, sila makakakuha ng mga ito upang tiklupin sa anumang direksyon ang iyong pinili nila.

Mas lalo na, bahagyang pagyupi isang bahagi ng poste ay magiging sanhi ito sa pagbagsak sa kabaligtaran direksyon. Ang mga mananaliksik ay walang ideya kung bakit, sabi ng Berggren: Kapag sila hatched ang ideya ng mga walang simetrya pillars, sila ay inaasahan sa kanila upang tiklupin papunta sa ang patag na bahagi, ang paraan tree isang tends upang tiklupin sa direksyon ng palakol na kitang-kita ito. Sa mga eksperimento, ang bahagyang yupi mga pillars ay pagbagsak sa inilaan direksyon na may tungkol sa 98 porsyento ng kahusayan. "Ang Iyan ay hindi katanggap-tanggap mula sa isang pang-industriya na pananaw," Berggren sabi, "ngunit ito ay tiyak na multa bilang isang panimulang punto sa isang pagpapakita ng engineering."

Sa ngayon, ang pamamaraan na ang kanyang limitasyon. Space ang mga pillars na masyadong malapit magkasama, at na ang mga ito ay tiklupin papunta sa bawat isa, walang bagay na kanilang hugis. Iyon restricts ang hanay ng mga pattern na pamamaraan ay maaaring gumawa sa chips na may kaayusan nakaimpake mahigpit sama-sama, habang ang mga ito sa chips computer.

Subalit ayon sa Joanna Aizenberg, ang Amy Smith Berylson Propesor ng Materyales Science sa Harvard University, ang mga aplikasyon kung saan ang pamamaraan ay patunayan ang pinaka-kapaki-pakinabang ay hindi maaaring ay nai-imagined pa. "Maaari itong buksan ang paraan upang lumikha ng kaayusan na lang hindi posible bago," Aizenberg sabi. "Hindi mga sa manufacturing pa dahil walang alam kung paano gawin."

Kahit Berggren at ang kanyang mga kasamahan ay hindi alam ito kapag sila ay nagsimula ang kanilang mga sariling eksperimento, para sa mga ilang taon Aizenberg ng group ay ang paggamit ng kinokontrol pagbagsak ng kaayusan sa mikron ang sukat upang makagawa ng mga materyales sa nobelang optical katangian. Subalit "ang partikular na interesante aplikasyon ay dumating mula sa sukat na sub-100-nanometer," Aizenberg sabi. "Ito ay talagang kahanga-hangang antas ng kontrol sa pagpupulong nanostructure na ang Karl ng group ay nakamit."

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