Обнаружен новый рецепт изготовления чипов: графен, нанесенный на кремний и запеченный при 300°C

Сокращение процессов производства чипов почти достигло своего физического предела. Медь, которая зарекомендовала себя как отличный проводник между транзисторами, становится все более устойчивой к току по мере дальнейшего уменьшения поперечного сечения проводников. Потенциально его можно заменить графеном. Проблема в том, что современные технологии нанесения графена на чипы несовместимы с КМОП-процессами, используемыми для массового производства чипов.

Однако решение этой проблемы, возможно, было найдено.

Ранее предложенные технологии нанесения углерода на кристалл (транзисторы) для создания графеновых проводящих линий предполагают использование высоких температур – 400°С и более. Такие температуры губительны для кремниевых транзисторов, изготовленных по КМОП-технологиям.

Нужен другой способ нанесения графена на чип, и такой метод изобрела американская компания Destination 2D. Стоит отметить, что научным руководителем Destination 2D является Константин Новоселов — один из лауреатов Нобелевской премии по физике 2010 года и соавтор исследования, приведшего к открытию графена в 2004 году.

//БОЛЬШЕ ПО ТЕМЕ:

Графену исполняется 20 лет: от лабораторного открытия до революции в науке и технологиях

Предложенная Destination 2D технология нанесения графена на чипы осуществляется в газовой среде под давлением от 410 до 550 кПа. Напыление производится не на голый чип, а на предварительно нанесенный на кристалл слой никеля. Никель выступает в качестве расходуемого материала и впоследствии удаляется с поверхности кристалла. Введением этого этапа в процесс температура осаждения графена снижается до 300°C, что приемлемо для КМОП. При этой температуре транзисторные структуры на кристалле не разрушаются, а рисунок межсоединений формируется с помощью графена.

Исследователи Destination 2D также решили проблему улучшения проводящих свойств графена. Предложенный компанией специальный метод легирования графена посредством интеркаляции, как утверждается, делает его в 100 раз более проводящим, чем медь.

Это позволяет сохранить и даже увеличить плотность тока при уменьшении размеров транзисторов, а значит, остается возможность повысить плотность их расположения на кристалле. Более того, разработчики утверждают, что благодаря интеркаляции проводимость графена увеличивается по мере уменьшения размера элементов, что дает шанс продлить действие закона Мура еще на несколько лет.

Руководство Destination 2D полагает, что пройдет совсем немного времени, прежде чем предложенный ими графеновый процесс будет применяться для производства современных микрочипов. Чтобы достичь этой цели, компания активно сотрудничает с рядом производителей чипов.