Кремниевая электроника: сняты ограничения по длине волны света
Учеными из Массачусетского технологического института и Университета штата Юта найдена технология, открывающая новые возможности для дальнейшего уменьшения кремниевых чипов при одновременном повышении их вычислительной мощности.
На протяжении последних лет развития кремниевой электроники всё большее количество транзисторов удавалось размещать на небольшом пространстве. Но постепенно инженеры столкнулись с принципиальными ограничениями: размеры чипов приблизились к длине волны света, что породило разговоры о близкой кончине эры кремниевой электроники и необходимости применения альтернативных материалов, например графена.
Вдохнуть жизнь в кремниевую электронику смогла технология, в которой используется сочетание интерференции между двумя источниками света и фотохромного материала, меняющего цвет при освещении лучом света. Необходимого результата удалось добиться добавлением специального фоторезиста, полимерного светочувствительного материала, который применяется для получения рисунка на чипе. Фоторезист необходим для создания шаблона, используемого для последующего химического травления и изготовления сложной структуры будущей микросхемы.
Преодолеть ограничения длины световой волны удалось с помощью оптического эффекта, который называют «снижение стимулированной эмиссии» (STED). Из проводимых опытов исследователи выяснили, что при падении мощности лазера, которым облучали специальный флуоресцентный материал, флуоресценция прекращается, оставляя темное пятно. Был сделан вывод, что при тщательном контроле мощности лазера станет возможным оставить темное пятно намного меньшее, чем длина волны лазерного излучения. Это означает, что эти темные пятна могут служить шаблонами для создания невозможных до этого времени микроструктур кремниевого чипа.
Новая технология, в отличие от традиционной фотолитографии, позволит изготавливать микрочипы с точностью одной восьмой от современных, причем остается перспектива дальнейшего совершенствования технологии и еще большего уменьшения микрочипов. Кроме того, эта технология основана на широко используемых процессах фотолитографии, что означает легкость ее возможного внедрения в промышленное производство. Все это говорит о том, что кремниевую электронику пока еще рано списывать со счетов, несмотря на успехи в изучение других полупроводниковых материалов.
На протяжении последних лет развития кремниевой электроники всё большее количество транзисторов удавалось размещать на небольшом пространстве. Но постепенно инженеры столкнулись с принципиальными ограничениями: размеры чипов приблизились к длине волны света, что породило разговоры о близкой кончине эры кремниевой электроники и необходимости применения альтернативных материалов, например графена.
Вдохнуть жизнь в кремниевую электронику смогла технология, в которой используется сочетание интерференции между двумя источниками света и фотохромного материала, меняющего цвет при освещении лучом света. Необходимого результата удалось добиться добавлением специального фоторезиста, полимерного светочувствительного материала, который применяется для получения рисунка на чипе. Фоторезист необходим для создания шаблона, используемого для последующего химического травления и изготовления сложной структуры будущей микросхемы.
Преодолеть ограничения длины световой волны удалось с помощью оптического эффекта, который называют «снижение стимулированной эмиссии» (STED). Из проводимых опытов исследователи выяснили, что при падении мощности лазера, которым облучали специальный флуоресцентный материал, флуоресценция прекращается, оставляя темное пятно. Был сделан вывод, что при тщательном контроле мощности лазера станет возможным оставить темное пятно намного меньшее, чем длина волны лазерного излучения. Это означает, что эти темные пятна могут служить шаблонами для создания невозможных до этого времени микроструктур кремниевого чипа.
Новая технология, в отличие от традиционной фотолитографии, позволит изготавливать микрочипы с точностью одной восьмой от современных, причем остается перспектива дальнейшего совершенствования технологии и еще большего уменьшения микрочипов. Кроме того, эта технология основана на широко используемых процессах фотолитографии, что означает легкость ее возможного внедрения в промышленное производство. Все это говорит о том, что кремниевую электронику пока еще рано списывать со счетов, несмотря на успехи в изучение других полупроводниковых материалов.