Открита е нова рецепта за производство на чипове: Графен се нанася върху силиций и се пече при 300°C

Намаляването на процесите за производство на чипове почти е достигнало физическите си граници. Медта, която се е доказала като отличен материал за проводник между транзисторите става все по-устойчива на ток, когато напречното сечение на проводниците се намалява още повече. Потенциално тя може да бъде заменена с графен. Проблемът е, че настоящите технологии за прилагане на графен върху чипове са несъвместими с CMOS процесите, използвани за масово производство на чипове.

Възможно е обаче да е намерено решение на този проблем.

Предложените по-рано технологии за отлагане на въглерод върху чипове (транзистори) за създаване на графенови проводящи линии включват използването на високи температури – 400°C и повече. Такива температури са пагубни за силициевите транзистори, произведени по CMOS технологии.

Необходим е различен начин за нанасяне на графен върху чипа и такъв метод е изобретен от американската компания Destination 2D. Трябва да се отбележи, че научен съветник на Destination 2D е Константин Новоселов – един от носителите на Нобелова награда за физика за 2010 година и съавтор на изследването, довело до откриването на графена през 2004 година.

//ОЩЕ ПО ТЕМАТА:

Графенът стана на 20 години: От лабораторно откритие до революция в науката и технологиите

Предложената от Destination 2D технология за нанасяне на графен върху чипове се извършва в газова среда под налягане от 410 до 550 kPa. Отлагането се извършва не върху гол чип, а върху никелов слой, предварително нанесен върху кристала. Никелът действа като консумативен материал и впоследствие се отстранява от повърхността на кристала. С въвеждането на тази стъпка в процеса температурата на отлагане на графена е намалена до 300°C, което е приемливо за CMOS. При тази температура транзисторните структури върху кристала не се разрушават, а моделът на взаимовръзките се формира с помощта на графен.

Изследователите от Destination 2D са решили и проблема с подобряването на проводящите свойства на графена. Твърди се, че предложеният от компанията специален метод за легиране на графена чрез интеркалация го прави 100 пъти по-проводим от медта.

Това дава възможност да се запази и дори да се увеличи плътността на тока при намаляване на размера на транзисторите, което означава, че остава възможно да се увеличи плътността на разполагането им върху кристала. Нещо повече, разработчиците твърдят, че благодарение на интеркалацията проводимостта на графена се увеличава с намаляването на размера на елементите, което дава шанс да се удължи действието на Закона на Мур с още няколко години.

Ръководството на Destination 2D вярва, че ще мине още малко време и предложеният от тях графенов процес ще бъде приложен в производството на усъвършенствани микрочипове. Компанията активно си сътрудничи с редица производители на чипове, за да стигне до този момент.