Profesor Chen Rong i inni badacze z jej grupy zidentyfikowali kilka kluczowych problemów w tej dziedzinie
„Osadzanie atomowe to technologia uniwersalnaprzyszłościowe osadzanie, które będzie odgrywać coraz większą rolę w dziedzinie mikronanoprodukcji. Producenci chipów wykazali duże zainteresowanie tą technologią. Oprócz mikroelektroniki osadzanie w skali atomowej ma szeroki zakres zastosowań w optoelektronice, magazynowaniu energii, katalizie i biomedycynie” – mówi profesor Rong.
Zmniejszanie skali nanomateriałów, nanostruktur, nanourządzeń i nanosystemów wymaga zastosowania technologii osadzania na poziomie atomowym
Ale aby osiągnąć nanoprodukcję z wysokąDokładność mechanizmu osadzania na poziomie atomowym wymaga głębokich badań. Podczas gdy technologie charakteryzowania są coraz popularniejsze, technologia charakteryzowania i manipulowania poszczególnymi atomami wciąż ma ogromne możliwości ulepszeń. Złożone nanostruktury wymagają połączenia kilku procesów dla różnych materiałów. Jednak, aby osiągnąć integrację procesów, konieczne jest uwzględnienie dokładności i wydajności przetwarzania jako czynników wzajemnie hamujących.
Badacze postawili hipotezę, że osadzanie się napoziom atomowy może być użyty do rozszerzenia prawa Moore'a. Osadzanie na poziomie atomowym to coraz bardziej obiecująca technologia precyzyjnego wytwarzania złożonych nanostruktur, umożliwiająca tworzenie równoważnej topografii z lepszą kontrolą grubości warstwy i bez chropowatości powierzchni. Uważana jest za najnowocześniejszą technologię do produkcji podzespołów półprzewodnikowych.
Przypomnijmy, że po tym, jak branża odniosła sukcesopracowanych tranzystorów FET z Si/Ge, bramką o wysokiej zawartości potasu/metalu i żebrami, krytyczny rozmiar tranzystorów FET został zmniejszony do 7 nm, co oznacza, że na centymetr kwadratowy przypada prawie 7 miliardów tranzystorów w pojedynczym chipie. Stanowi to ogromne wyzwanie dla struktury żeber i metod nanoprodukcji. Jak dotąd na niektórych krytycznych etapach stosowano litografię w ekstremalnym ultrafiolecie, jednak w przypadku produkcji wielkoseryjnej wiąże się ona z niedokładnością wyrównania i wysokimi kosztami.
W 1959 roku profesor Feynman zasugerował:„Na dole jest mnóstwo miejsca”. To przedstawienie zainspirowało ludzi do manipulowania atomami lub molekułami jako elementami budulcowymi dla konstrukcji inżynierskich. Pierwszym krokiem jest rozpylanie, które zapewnia rozdzielczość angstremów bocznych w kierunku pionowym, a także trawienie zstępujące, takie jak podwójne malowanie. Następnie stosuje się różne techniki selektywnego osadzania szablonów w celu wyrównania złożonych struktur 3D, w tym szablonów dielektrycznych, inhibitorów i etapów korekcji. Wreszcie rozdzielczość w skali atomowej można osiągnąć poprzez z natury selektywne osadzanie.
Metody osadzania na poziomie atomowymcharakteryzują się konformalnością i jednorodnością cienkich warstw. Osadzanie na poziomie atomowym może skutkować rozdzielczością poziomą w kierunku pionowym dla różnych struktur o wysokim współczynniku kształtu, w tym ścian bocznych, nanodrutów, nanorurek. Typowym przykładem rozdzielczości pionowej jest samonastawny podwójny wzór. Osadzanie na poziomie atomowym może poprawić dokładność nanostruktury i uzyskać pewne specjalne struktury, które mogą dodatkowo zmniejszyć rozmiar pierwiastka i zwiększyć gęstość tranzystorów, przyczyniając się w ten sposób do działania prawa Moore'a w krótkim okresie.
W miarę jak urządzenia stają się coraz bardziejzłożony, ukierunkowany wzrost cienkich warstw jest uważany za ważny aspekt nanoprodukcji. Selektywne osadzanie to skuteczna technika niwelacji, która może skrócić etapy, takie jak fotolitografia i trawienie. Wydajne, wysoce selektywne osadzanie uzyskuje się zwykle za pomocą specjalnych szablonów. Dzięki nim producenci chipów mogą nie tylko układać tranzystory bezpośrednio w trzech wymiarach, ale także integrować w chipy funkcje wielofunkcyjne, takie jak czujniki i magazynowanie energii, aby wyprodukować superchipy.
Przygotuj odpowiednie szablony do selekcjiOsadzanie niskowymiarowych materiałów i złożonych struktur 3D przy użyciu obecnych metod odgórnych jest dość trudne. W erze postkrzemowej osadzanie na poziomie atomowym staje się popularnym sposobem tworzenia wielu alternatywnych nanomateriałów, takich jak materiały dwuwymiarowe, węglowe, ferroelektryczne i zmiennofazowe.
Czytaj więcej:
Teleskop Jamesa Webba wykonał pierwsze zdjęcie Jowisza: pokazuje jednocześnie 9 ruchomych celów
Naukowcy rozumieją, dlaczego T-Rex i inne duże dinozaury miały małe „ręce”
Najstarsza misja Voyager 1 ma dziwną usterkę, której nie można naprawić