Vedci zjednodušili výrobu čipov pomocou UV svetla: Komplikovaný proces zvládnu už len v dvoch krokoch
Inovatívna metóda s využitím UV svetla zjednodušuje a zefektívňuje výrobu počítačových čipov, pričom šetrí čas, materiály aj životné prostredie.
Výroba moderných počítačových čipov je ako chirurgický zákrok na mikroskopickej úrovni. Každý detail, každý atóm musí byť na správnom mieste. Pri výrobe sa bežne používa technológia atomárnej vrstvovej depozície (ALD), pomocou ktorej sa na povrch čipu nanášajú ultratenké vrstvy materiálu, zvyčajne oxidy kovov. Upozornil na to portál Techxplore.
Lenže tento proces má jeden veľký háčik, vrstva sa nanesie všade. Predstav si, že natieraš celý dom jednou farbou a nechtiac premaľuješ aj okná, vypínače či záclony. Presne tak dnes „trpia“ čipy, materiál sa dostane aj na miesta, kde vôbec nemá čo hľadať. A pri miliardách tranzistorov na jednom čipe môže ísť o problém s vážnymi dôsledkami.
Nový prístup: UV svetlo ako šikovný vodič vrstiev
Tím vedcov z University of Missouri (Mizzou) však prišiel s riešením, ktoré by mohlo celý výrobný proces zjednodušiť a zároveň spraviť precíznejším. Ich technológia nesie názov UV-ALD, teda vylepšená verzia bežnej ALD metódy, v ktorej hrá hlavnú úlohu ultrafialové svetlo.
Funguje to tak, že sa pomocou UV žiarenia sa povrch materiálu „aktivuje“, stane sa priľnavým iba v miestach, kam dopadne svetlo. Keď sa následne nanesie tenká vrstva oxidového materiálu, uchytí sa len tam, kde bol povrch pripravený. Zvyšok zostane úplne čistý.
„Náš proces skracuje klasické štyri alebo päť krokov na len dva,“ vysvetľuje profesor Matthias Young, vedúci projektu. „Najprv pripravíme povrch UV svetlom, potom nanesieme vrstvu. Netreba nič maskovať, čistiť ani opakovane upravovať.“
Menej chemikálií, menej odpadu, lepší svet
Okrem časovej a výrobnej úspory má táto metóda aj ďalší veľký prínos, je šetrnejšia k životnému prostrediu. Keďže sa používa menej krokov, automaticky to znamená aj nižšiu spotrebu chemikálií a menšiu ekologickú stopu.
Neprehliadni
„Znižujeme potrebu škodlivých látok, čo je bezpečnejšie pre pracovníkov aj planétu,“ dopĺňa Andreas Werbrouck, spoluautor štúdie.
Vedci túto technológiu úspešne otestovali na novom materiáli disulfid molybdénu (MoS₂). Ten patrí do skupiny 2D materiálov, ktoré sú len niekoľko atómov hrubé a majú potenciál stať sa základom ďalšej generácie výpočtovej techniky. MoS₂ je navyše mimoriadne stabilný, flexibilný a vodivý, teda má vlastnosti, ktoré sú ideálne pre budúce čipy.
Krok k menším, rýchlejším a úspornejším zariadeniam
Výsledky výskumu boli publikované v odbornom časopise Chemistry of Materials a na projekte sa podieľali aj ďalší výskumníci z univerzity, vrátane Azeeza Musu, Gordona Koernera, Nikhily Paranamanovej a Matta Maschmanna. Výskum prebiehal pod hlavičkou inštitútu MUMSEI (Materials Science and Engineering Institute).
Ak sa technológia UV-ALD podarí presadiť v priemyselnej výrobe, môže to znamenať revolúciu vo výrobe čipov, zníženie nákladov, ekologickejšiu výrobu a ešte výkonnejšie zariadenia. A to všetko vďaka presnému využitiu UV svetla.
