211service.com
Elektroinstalācijas izveidošana, kas neizslēdz datora mikroshēmas
Tā kā mikroshēmu ražotāji agresīvi samazina integrētās shēmas, lai nodrošinātu arvien lielāku skaitļošanas jaudu, liela uzmanība tika pievērsta tranzistoru uzlabošanai. Taču veiktspēju ierobežo arī vara vadi, kas pārraida informāciju ap mikroshēmām.
Šodien plkst Semicon West konference Sanfrancisko, pusvadītāju iekārtu ražotājs Lietišķie materiāli paziņoja par rīku, kas, kā teikts, atrisina daļu no šīs problēmas, izveidojot mikroshēmu vadus, kuros ir mazāk kļūdu. Nozares vērotāji saka, ka jaunā tehnoloģija īstermiņā var novērst dārgas ražošanas problēmas.
Tranzistori ir kļuvuši labāki, jo tie ir kļuvuši mazāki, un vara vadi ir kļuvuši sliktāki, saka Roberts Gīrs , nanomēroga zinātnes profesors Ņujorkas štata universitātē Olbanijā. Šiem vadiem, ko sauc arī par starpsavienojumiem, kļūstot plānākiem, to elektriskā pretestība palielinās. Vadi, kas pārraida signālus ap modernākajām integrālajām shēmām, tagad ir galvenie strāvas padeves, siltuma uzkrāšanās un signāla aizkaves avoti.
Tā kā starpsavienojumi ir sarukuši, to izveide ir kļuvusi arī grūtāka. Tieši šo ražošanas problēmu sola risināt Applied Materials jaunās iekārtas. Mūsdienu jaudīgākās datoru mikroshēmas ir aprīkotas ar miljardiem 20 nanometru tranzistoru. Virs tranzistoriem ir sakrauti desmitiem izolācijas slāņu, kas vītņoti ar vara vadiem. To mazākajā punktā, kur vadi savienojas ar tranzistoriem, arī šie vadi ir aptuveni 20 nanometri.
Šie vadi tiek veidoti pa vienam slānim, ievietojot varu izolācijas slāņa cilindriskos caurumos. Varam nonākot mazajos, bet dziļajos caurumos, kas nepieciešami nākamās paaudzes skaidām, mēdz veidoties mazi burbuļi, kas ir katastrofāls defekts.
Mūsdienu mikroshēmās ir aptuveni 100 kilometri vara vadu, tāpēc kļūdu iespējamība ir milzīga. Un, ja kāds no šiem vadiem nedarbojas kļūdas dēļ vienā slānī — to nav iespējams noteikt, kamēr mikroshēma nav pabeigta un pārbaudīta, mikroshēma ir jāizmet. Sīkām kļūdām ir liela cenu zīme: defekti ar ātrumu viens uz miljardu izraisa ražas samazināšanos par 25 procentiem, saka Srī Kesapragada, Applied Materials metāla nogulsnēšanas produktu globālais produktu menedžeris.
Uzņēmums saka, ka tā jaunā vara uzklāšanas iekārta ar nosaukumu Endura Amber var izveidot vara savienojumus, kas mazāki par 10 nanometriem, neietekmējot ražu. Tāpat kā iepriekšējās mašīnās, tajā tiek izmantots process, ko sauc par jonizētu fizisko tvaiku pārklāšanu, lai pārklātu mikroshēmu ar vara slāni. Jaunums ir tas, ka iekārta pēc tam uzsilda mikroshēmu, lai varš ieplūst caurumā, samazinot defektu iespējamību. Nogulsnēšanas un karsēšanas darbību veikšana vienā kamerā nav mazsvarīga, un uzņēmuma inženieri to sākotnēji uzskatīja par kakammiju ideju, saka Kevins Moraess, kurš pārvalda Applied Materials metāla nogulsnēšanas produktus.
Šī cockamamie ideja varētu palīdzēt ražotājiem izmantot esošo mikroshēmu ražošanas infrastruktūru nākamās paaudzes mikroshēmām. Bet tas neatrisinās lielāko problēmu: faktu, ka mazāki vara vadi rada lielas veiktspējas problēmas. Katrs pakāpenisks progress uzsver faktu, ka jums ir jāstrādā pie šiem lielajiem risinājumiem, lai jūs varētu sekot līdzi milzīgajiem skaitļošanas veiktspējas uzlabojumiem, pie kuriem esam pieraduši, saka Džērs.
Risinājums, kas radītu vismazākos traucējumus mikroshēmu ražošanas infrastruktūrā, būtu atrast citu metālu, kas paliek vadītspējīgs pat tad, ja tas ir izveidots ļoti plānās stieplēs, un kas nesasilda tik daudz kā varš, saka Džonatans Kandelarija, starpsavienojumu zinātņu direktors. pie Pusvadītāju pētniecības korporācija . Pētnieki meklē dažādus sakausējumus, volframu vai iespēju atgriezties pie alumīnija, starpsavienojuma materiāla, kas tika izvēlēts apmēram pirms 20 gadiem.
Kādu laiku pētnieki lika lielas cerības jauniem oglekļa nanomateriāliem, tostarp grafēnam. Daļa no vara problēmas ir tā, ka elektroni izkliedē materiāla nepilnības. Savukārt nanocaurules un grafēns nodrošina vienmērīgu elektronu kustību. Taču pētnieki joprojām mācās strādāt ar šiem materiāliem. Tāpēc Gērs cenšas izstrādāt jaunus veidus, kā strukturēt tradicionālos metālus tā, lai tie, tāpat kā nanocaurules un grafēns, darbotos bez izkliedes. Sarojs Najaks , fizikas profesors Renselāras Politehniskajā institūtā Trojā, Ņujorkā, arī strādā pie trikiem, lai uzlabotu metāla vadītājus. Viņš izstrādā jaunus izolācijas materiālus, kas rada slodzi metāla vadiem, lai uzlabotu vadītspēju.
Taču nav skaidrs, kurš no šiem risinājumiem, ja tāds ir, darbosies. Lietišķie materiāli nekomentēs, kam tas ir sagatavots, izņemot varu. Šī nenoteiktība ir liela problēma, saka Candelaria, jo parasti ir nepieciešami septiņi līdz 10 gadi, lai pusvadītāju ražošanā iekļautu jaunu materiālu. Tikmēr vara veiktspējas problēmas kļūs nepārvaramas piecu līdz desmit gadu laikā. Mēs varam redzēt šo sarkano ķieģeļu sienu ar gaidāmo likteni, saka Candelaria.