IBM экспериментирует с новым материалом, который может заметно удешевить процесс "вычерчивания" схем на полупроводниках и является близким родственником клея, применяемого при изготовлении теннисных туфель.
На открывающейся на этой неделе в Вашингтоне международной конференции по электронным устройствам исследователи из IBM расскажут о разработанном ими полимерном веществе, молекулы которого могут с высокой точностью образовывать микроскопические предсказуемые узоры. Эти шестиугольные формы можно использовать в качестве канвы для нанесения схем на кремниевые пластины.
Чтобы доказать работоспособность метода, IBM создала чипы флэш-памяти с кремниевыми нанокристаллами — тонкой прослойкой внутри транзисторов, которая помогает сохранять электрический заряд и предотвращает искажение данных.
"Это наша первая демонстрация электрического устройства, созданного методом самосборки", — сказал Чак Блэк, один из главных участников проекта.
Если этот процесс когда-нибудь удастся использовать в массовом производстве, он поможет решить одну из важнейших проблем, стоящих перед производителями полупроводников: проблему дороговизны и сложности литографии. Сейчас миллионы транзисторов и других элементов наносятся индивидуально при помощи литографического оборудования — громоздких машин с прецизионными лазерами, объективами и поглотителями вибрации, которые могут стоить по 15-18 млн долл. каждая. Из-за гигантской сложности процесса литографии его модернизация часто происходит с большими задержками.
Самосборка по существу превратит нанесение схем в последовательный процесс, в котором молекулы создают рисунок в силу присущих им свойств. При этом значительно упрощается и введение в чипы микроскопических структур, таких как нанокристаллы. Motorola уже демонстрировала чипы с нанокристаллами, но для их изготовления использовалась литография.
IBM рассчитывает, что самосборка в той или иной форме начнет применяться в опытном производстве через три-пять лет. Аналогичные концепции изучают NanoInk и другие компании. В этом году ученые из Университета штата Висконсин уже демонстрировали полимеры, которые можно использовать для нанесения материалов на прямые линии, проведенные литографическим способом.
По словам Блэка, самоорганизующиеся молекулы, с которыми экспериментирует IBM, называются двухблочными сополимерами. Они состоят из связанных друг с другом молекул двух типов, которые противодействуют друг другу и в обычных условиях находятся в состоянии равновесия. Управляя противодействующими силами, можно изменять форму сополимеров. "В результате они образуют такие вот причудливые узоры", — говорит Блэк.
Подобные полимеры достаточно широко распространены. Производители теннисных туфель используют двухблочные сополимеры для приклеивания подошвы. В полупроводниковой промышленности тоже применяются разнообразные полимеры. IBM уверяет, что в ее эксперименте микросхемы флэш-памяти изготавливались по технологии, которая в целом совместима с существующим производственным оборудованием.
На конференции также выступят Advanced Micro Devices, Intel, Motorola и другие компании. Это одно из главных ежегодных мероприятий для специалистов по полупроводникам.
