Professori Chen Rong ja muut hänen ryhmänsä tutkijat ovat tunnistaneet useita kriittisiä ongelmia alalla
"Atomipinnoitus on universaali tekniikkatulevaisuuteen suuntautunut kerrostus, jolla on yhä tärkeämpi rooli mikronanovalmistuksen alalla. Sirujen valmistajat ovat osoittaneet suurta kiinnostusta tätä tekniikkaa kohtaan. Mikroelektroniikan alan lisäksi atomimittakaavapinnoituksella on laaja valikoima sovelluksia optoelektroniikassa, energian varastoinnissa, katalyysissä ja biolääketieteessä”, sanoo professori Rong.
Nanomateriaalien, nanorakenteiden, nanolaitteiden ja nanojärjestelmien vähentäminen edellyttää atomitason kerrostusteknologian soveltamista
Mutta saavuttaa nanovalmistus korkeallaLaskeumamekanismin tarkkuus atomitasolla vaatii syvällistä tutkimista. Vaikka karakterisointiteknologiat ovat nousussa, yksittäisten atomien karakterisointi- ja manipulointiteknologialla on edelleen valtavasti parantamisen varaa. Monimutkaiset nanorakenteet edellyttävät useiden prosessien yhdistelmää eri materiaaleille. Prosessin integraation saavuttamiseksi on kuitenkin tarpeen ottaa huomioon prosessoinnin tarkkuus ja tehokkuus toisiaan estävinä tekijöinä.
Tutkijat olettivat, että laskeumaatomitasoa voidaan käyttää laajentamaan Mooren lakia. Atomitason kerrostus on yhä lupaava teknologia monimutkaisten nanorakenteiden tarkkaan valmistukseen, mikä mahdollistaa vastaavan topografian luomisen kalvon paksuuden paremmin hallitulla ja ilman pinnan karheutta. Sitä pidetään puolijohdekokoonpanojen valmistuksen huipputeknologiana.
Muista se, kun teollisuus on onnistunutkehitetty jännittynyt Si/Ge, korkea kalium/metalli gate ja fin FET, FET:ien kriittinen koko on pienennetty 7 nm:iin, mikä tarkoittaa, että yhdellä sirulla on lähes 7 miljardia transistoria neliösenttimetriä kohti. Tämä asettaa valtavia haasteita rivan rakenteelle ja nanovalmistusmenetelmille. Toistaiseksi äärimmäistä ultraviolettilitografiaa on käytetty joissakin kriittisissä vaiheissa, mutta se kohtaa kohdistusvirheitä ja korkeita kustannuksia suurten volyymien tuotannossa.
Vuonna 1959 professori Feynman ehdotti:"Alhaalla on runsaasti tilaa." Tämä esitys inspiroi ihmisiä manipuloimaan atomeja tai molekyylejä suunniteltujen rakenteiden rakennuspalikoiksi. Ensimmäinen vaihe on sputterointi, joka tarjoaa lateraalisen angstrom-resoluution pystysuunnassa sekä ylhäältä alas -etsauksen, kuten kaksoismaalauksen. Monimutkaisten 3D-rakenteiden, mukaan lukien dielektriset mallit, inhibiittorit ja korjausvaiheet, kohdistamiseen käytetään sitten erilaisia selektiivisiä mallinepinnoitustekniikoita. Lopuksi atomimittakaavan resoluutio voidaan saavuttaa luonnostaan selektiivisellä kerrostamalla.
Saostusmenetelmät atomitasollaniille on ominaista ohuiden kalvojen yhdenmukaisuus ja homogeenisuus. Atomitason kerrostaminen voi johtaa vaakasuoraan erottelukykyyn pystysuunnassa useissa korkean kuvasuhteen rakenteissa, mukaan lukien sivuseinät, nanolangat ja nanoputket. Itsekohdistuva kaksoiskuvio on tyypillinen esimerkki pystyresoluutiosta. Saostuminen atomitasolla voi parantaa nanorakenteen tarkkuutta ja tuottaa erikoisrakenteita, jotka voivat edelleen pienentää elementin kokoa ja lisätä transistorien tiheyttä, mikä edistää Mooren lain toimintaa lyhyellä aikavälillä.
Kun laitteita tulee lisääohuiden kalvojen monimutkaista, suunnattua kasvua pidetään tärkeänä osana nanovalmistusta. Selektiivinen pinnoitus on tehokas tasoitustekniikka, joka voi lyhentää vaiheita, kuten fotolitografiaa ja syövytystä. Tehokas, erittäin selektiivinen pinnoitus saavutetaan yleensä käyttämällä erityisiä malleja. Näiden avulla sirujen valmistajat eivät voi vain pinota transistoreita suoraan kolmeen ulottuvuuteen, vaan myös integroida monitoimiominaisuuksia, kuten antureita ja energian varastointia, siruihin tuottaakseen supersiruja.
Valmistele sopivat mallit valikoivaa vartenPieniulotteisten materiaalien ja monimutkaisten 3D-rakenteiden kerrostaminen nykyisillä ylhäältä alas -lähestymistapoilla on melko vaikeaa. Piin jälkeisellä aikakaudella atomitason kerrostumisesta on tulossa suosittu tapa luoda monia vaihtoehtoisia nanomateriaaleja, kuten 2D-, hiili-, ferrosähköisiä ja faasimuutosmateriaaleja.
Lue lisää:
James Webb -teleskooppi otti ensimmäisen kuvan Jupiterista: se näyttää 9 liikkuvaa kohdetta kerralla
Tutkijat ymmärtävät, miksi T-Rexillä ja muilla suurilla dinosauruksilla oli pienet "kädet"
Vanhimmassa Voyager 1 -tehtävässä on outo vika, jota ei voida korjata