211service.com
3-D tranzistori, kas izgatavoti ar molekulāro pašsavienojumu
Veidojas jauns datoru mikroshēmu veidošanas veids, kas ietver molekulu sintezēšanu, lai tās automātiski saliktu sarežģītās struktūrās, kas pēc tam kalpo kā veidnes nanomēroga shēmu kodināšanai silīcijā. Šī pieeja varētu ļaut datoru nozarei turpināt samazināt elektroniku, pārsniedzot esošo ražošanas iekārtu izšķirtspēju. IBM pētnieki ir pirmie, kas izgatavoja ātrus 3-D tranzistorus, izmantojot šo jauno metodi.
2011. gadā datoru industrija pieņēma 3-D tranzistorus augstākās klases integrālajām shēmām, jo tie pārslēdzas ātrāk, vienlaikus patērējot mazāk enerģijas nekā plakanās (skatiet Kā trīsdimensiju tranzistori pārgāja no laboratorijas uz Fab). Šādas shēmas parasti ir izgatavotas, izmantojot fotolitogrāfiju, to pašu procesu, ko izmanto lielākajā daļā datoru shēmu. Šajā procesā silīcija vafeles tiek pārklātas ar gaismas jutīgu materiālu, ko sauc par fotorezistu, un pēc tam tiek pakļautas zīmējumam, kas izveidots, spīdot gaismu caur filtru, kas pazīstams kā maska. Kur vien streiko gaisma, fotorezists izārstē; pārējais tiek nomazgāts, un pēc tam vafele tiek ķīmiski iegravēta, lai atklātajās virsmas daļās izveidotu iezīmes.
Ātrākajām mikroshēmām, kuru elementi ir 22 nanometri un 80 nanometri viens no otra, šis process tiek atkārtots apmēram 30 reizes, saka. Kwok Ng , nanoražošanas direktors Semiconductor Research Corp. Ziemeļkarolīnā. Katram solim ir nepieciešama sava dārga maska, un katrs solis procesam pievieno laiku. Fotolitogrāfija darbosies nākamās paaudzes mikroshēmām ar 14 nanometru lielumu. Bet ātrākām mikroshēmām ar mazākām funkcijām fotolitogrāfija kļūs pārāk dārga un sarežģīta, un tā nonāks robežās, ko nosaka gaismas viļņa garums.
IBM grupa izmantoja jaunu pieeju, kas pazīstama kā virzīta pašmontāža, izmantojot materiālu klasi, ko sauc par bloku kopolimēriem (polimēru ķēdes sastāv no divu veidu monomēriem vai blokiem).
Šos materiālus ir iespējams izveidot sarežģītos modeļos, piemēram, blīvi saspiestu rindu svītrām. Tas tiek darīts, pielāgojot polimēru garumu, izmēru un citas īpašības, piemēram, kā divi bloki piesaista un atgrūž viens otru.
Šādi veidoti raksti var būt daudz blīvāki, nekā tas ir iespējams, izmantojot litogrāfiju. Tas nozīmē, ka šo pieeju var izmantot, lai izveidotu mazākās, visblīvāk iepakotas un vienādas integrētās shēmas daļas: piemēram, silīcija tranzistoru kanālus vai 3-D tranzistoru spuras. Pārējā ķēde joprojām tiktu veidota, izmantojot parastās metodes.
IBM grupa izmantoja esošās fotolitogrāfijas metodes, lai sagatavotu fotorezista pārklājumu, lai izveidotu dziļu, paralēlu tranšeju sēriju. Pēc tam šīs tranšejas palīdz vadīt bloku kopolimēru montāžu, kas ir sakārtoti pēc modeļiem, kas nepieciešami, lai iegravētu tranzistora spuras, kas bija mazākas un blīvāk iesaiņotas, nekā tas ir iespējams tikai ar fotolitogrāfiju. Iegūtajām darba ierīcēm bija 29 nanometri, kas ir daudz mazāki nekā pašlaik iespējamie 80 nanometri.
Viņi ir izmantojuši šos polimērus ne tikai, lai izveidotu skaistus rakstus, bet arī lai izveidotu dažas darba ierīces, saka Karolīna Rosa , materiālu zinātnieks MIT, kurš pēta virzītu pašmontāžu. Viņi ir parādījuši radošu veidu, kā iegūt modeļus, kas parasti neveidojas.
Virzīto pašmontāžu jau testē daži mikroshēmu ražotāji, saka Ng. Tomēr bloku kopolimēri mēdz salikt ar dažiem defektiem, un atliek noskaidrot, vai procesu var pietiekami labi kontrolēt lielā apjomā.