p (Phys.org) - Ao pesquisar a tecnologia para aumentar a velocidade do computador e melhorar a densidade da memória, as melhores coisas vêm em embalagens menores. p Um movimento implacável em direção a semicondutores menores e mais precisamente definidos levou os pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) a desenvolver uma nova técnica que pode melhorar drasticamente a eficiência e reduzir o custo de preparação de diferentes classes de materiais semicondutores.

p A nova descoberta atende a certos requisitos do “roteiro” internacional de semicondutores até 2022 - superando uma previsão de dez anos de progresso com um único conjunto de experimentos.

p A maioria dos padrões de semicondutores é feita atualmente usando um processo conhecido como fotolitografia, em que porções de uma película fina são removidas seletivamente para criar um padrão. O padrão neste filme, conhecido como resistência, é gravado no semicondutor pela exposição a um gás ionizado. Este gás também grava a própria resistência, reduzindo o número de vezes que o filme pode ser usado. As resistências especialmente duráveis ​​são conhecidas como máscaras rígidas.

p O impulso para criar componentes semicondutores cada vez menores é muitas vezes limitado por um fenômeno conhecido como colapso de domínio, disse o nanocientista Seth Darling de Argonne. A litografia convencional - a técnica usada para fazer padrões em materiais - tenta criar características que são separadas como os dentes de um pente. Contudo, lacunas na resistência que são muito profundas tendem a colapsar para dentro, o que torna o material inútil.

p “Os engenheiros tentaram muitas maneiras de evitar esse colapso, mas a indústria está constantemente enfrentando isso, ”Disse Darling.

p Em 2010, Darling e seus colegas desenvolveram uma técnica conhecida como síntese de infiltração sequencial (SIS), que usava gases para fazer crescer materiais inorgânicos duros dentro de um filme de polímero macio. O trabalho foi apoiado pelo DOE Office of Science através do Argonne’s Center for Nanoscale Materials e do Argonne-Northwestern Solar Energy Research Center.

p Um dos benefícios mais notáveis ​​do SIS é que elimina a necessidade de máscaras rígidas na fotolitografia, de acordo com Darling. “Máscaras rígidas são uma verdadeira dor quando se trata de processamento de semicondutores - elas são caras, complicado, reduzir a qualidade do padrão e adicionar etapas extras, Disse ele.

p De acordo com Darling, A síntese de infiltração sequencial já foi identificada pelas principais empresas de semicondutores como uma tecnologia com potencial para superar várias limitações diferentes.

p Em um experimento recente, Darling e seus colegas de Argonne mostraram que SIS pode realmente eliminar o colapso do padrão, possibilitando a fabricação de materiais que possuem padrões com relações de aspecto mais altas, ”Que mede a altura de um recurso dividido por sua largura.

p De um modo geral, A litografia busca criar padrões com relações de aspecto mais altas usando o mínimo possível de resistência. “Normalmente, você precisa de uma certa espessura da resistência para que o processo funcione, ”Disse Darling. “Este novo processo nos permite eliminar grande parte desse problema.”

p “Uma das maiores vantagens deste novo estudo é que mostramos a possibilidade de usar SIS para fotolitografia, que é um dos processos mais importantes industrialmente, ”Disse Darling. “Como há cada vez mais demanda por produtos eletrônicos melhores, os tamanhos desses semicondutores precisam ficar cada vez menores, e torna-se muito mais importante para nós atingir e superar os benchmarks que estabelecemos para nós mesmos. ”