Китайски учени създадоха революционна подложка за най-новите чипове

Китайски учени са изготвили 12-инчови пластини от нов материал, който е толкова тънък, че придава на пластините отлични полупроводникови свойства. Въпреки че учените ще трябва да решат проблемите с увеличаването на размера на подложките и тяхното масово производство, преди технологията да стане подходяща за серийно производство, пробивът още сега ще повиши ефективността на традиционните силициеви микрочипове.

Екип от учени от Пекинския университет, Китайския народен университет и Китайската академия на науките е разработил технология за производство на нов двуизмерен материал за подложки на микрочипове и го е тествал в лабораторни условия, съобщава South China Morning Post.

При производството на полупроводници традиционно се използва силиций, но става все по-трудно да се намали техният размер в съответствие със закона на Мур.

„Когато силициевите транзистори стават по-тънки, контролът на напрежението им се влошава. Токът не спира да тече, дори когато устройството не работи. Това увеличава консумацията на енергия и отделянето на топлина“, казва професор Лиу Кайхуи, ръководител на проекта.

Двуизмерният материал се състои от кристални тела с един или повече слоеве от атоми и има уникални физични свойства, които решават този проблем.

„Транзистор, направен от един слой молибденов сулфид, типичен двуизмерен материал с дебелина около един нанометър, многократно превъзхожда силициевия със същата дебелина“, заяви Лиу в интервю.

Според него някои 2D материали могат да разширят закона на Мур.
Двуизмерните материали могат да действат поотделно на всяко ниво, което им позволява да се поставят на слоеве, като например графена или дихалкогенидите на преходните метали. Само че производството на хомогенни и продуктивни двумерни материали е сложен процес, за който се борят учените от целия свят. И основният проблем е производството на субстрати за подложки. Около 60% от пазара на микрочипове зависи от 12-инчовите пластини – кръгли пластини с диаметър около 30 см, чието изработване изисква много умения.

Обикновено те се създават чрез метод на отлагане, който работи добре при малките пластини, но с увеличаване на размерите качеството пада. Новият подход гарантира, че големите пластини са хомогенни. Технологията може да произвежда висококачествени пластини с всякакъв размер, но 12-инчовите пластини са най-търсените в момента.

След като са решили проблема с размера, учените са създали стратегия за масово производство. Предложената технология за култивиране е разделена на модули и извършва сглобяването слой по слой, подобно на процеса на изграждане на небостъргач. Този метод позволява едновременното култивиране на слоеве от двуизмерни материали, което безпрецедентно повишава ефективността и намалява разходите. Прототипното оборудване, тествано в лабораторията, произвежда 10 000 броя пластини годишно.

Следващата стъпка е превръщането на пластините в микрочипове, което ще изисква внимателно проектиране и прецизни процеси на фотолитография и отлагане. Но така или иначе Лиу и екипът му са уверени, че новият материал ще играе важна роля в китайската полупроводникова индустрия.