Os pesquisadores da RIT descobriram um processo de fabricação mais eficiente para produzir semicondutores usados ​​nos dispositivos eletrônicos atuais. Eles também confirmaram que outros materiais além do silício podem ser usados ​​com sucesso no processo de desenvolvimento que pode aumentar o desempenho de dispositivos eletrônicos. Este processo de fabricação - o I-MacEtch, ou método de corrosão química assistida por metal inverso - pode ajudar a atender à crescente demanda por nanotecnologias mais poderosas e confiáveis ​​necessárias para células solares, smartphones, redes de telecomunicações e novas aplicações em fotônica e computação quântica.

"O que é novo em nosso trabalho é que, pela primeira vez, estamos considerando a aplicação de processamento de I-MacEtch a materiais de fosfeto de índio-gálio. I-MacEtch é uma alternativa a duas abordagens convencionais e é uma técnica que tem sido usada no campo, mas os materiais que foram explorados são bastante limitados, "disse Parsian Mohseni, professora assistente de engenharia de microssistemas na Kate Gleason College of Engineering da RIT. Ele também é diretor do Laboratório EINS da universidade.

As demandas por maior poder de processamento do computador levaram os pesquisadores a explorar novos processos e outros materiais além do silício para produzir componentes eletrônicos, Mohseni explicou. O processo I-MacEtch combina os benefícios de dois métodos tradicionais - corrosão úmida e corrosão iônica reativa, ou REI. Fosfeto de índio-gálio é um dos vários materiais que estão sendo testados para complementar o silício como um meio de melhorar a capacidade atual de processamento de semicondutores.

“Este é um material bastante conhecido e tem aplicações nas indústrias de eletrônicos e células solares, "disse ele." Não estamos reinventando a roda; estamos estabelecendo novos protocolos para tratar o material existente que é mais econômico, e um processo mais sustentável. "

Dispositivos semicondutores são criados em wafers por meio de um processo de várias etapas para revestir, remover ou padronizar materiais condutores. Os processos tradicionais são a gravação úmida, onde uma amostra com aspectos bloqueados é imersa em um banho de ácido para remover substâncias, e corrosão iônica reativa, onde íons bombardeiam superfícies expostas no wafer para alterar suas propriedades químicas e remover materiais nessas regiões expostas. Ambos foram usados ​​para desenvolver os intrincados padrões eletrônicos em circuitos e usam o silício como base para esse tipo de padronização. Melhorar os métodos de padronização por I-MacEtch pode significar a redução da complexidade de fabricação de vários dispositivos fotônicos e eletrônicos.

Pesquisadores e cientistas de fabricação de semicondutores têm usado MacEtch extensivamente para processar silício. Ao mesmo tempo, avaliações de outros materiais na faixa III-V de elementos individuais que podem levar a esse mesmo tipo de fabricação com vantagens semelhantes estão em andamento. Em sua pesquisa, Mohseni também está estudando diferentes ligas desses materiais III-V, nomeadamente as ligas ternárias, tais como fosfureto de índio-gálio (InGaP).

A pesquisa detalhada na próxima edição da American Chemical Society's Materiais Aplicados e Interfaces jornal destaca como a metodologia de nanofabricação foi aplicada ao InGaP e como ela pode impactar o processamento de aplicações de dispositivos e geração de alta proporção de aspecto e recursos de semicondutores em escala nano, disse Thomas Wilhelm, um estudante de doutorado em engenharia de microssistemas e primeiro autor do artigo. O novo método de processamento pode ser significativo no desenvolvimento de matrizes ordenadas de estruturas de alta razão de aspecto, como nanofios.

Para células solares, o objetivo é minimizar a relação custo / energia produzida, e se for possível diminuir o custo de fabricação do celular, e aumentando a eficiência dele, isso melhora o dispositivo em geral. Explorando novos métodos de fabricação do existente, materiais relevantes de uma forma que permite mais rapidez, O processamento menos caro e mais controlado, combinando os benefícios da corrosão úmida e RIE, tem sido o foco do trabalho de Mohseni. O processo aprimorado significa evitar custos, volumoso, métodos de processamento perigosos.

"Estamos usando uma configuração de bancada simples e acabamos com estruturas muito semelhantes; na verdade, pode-se argumentar que são de qualidade superior às estruturas que podemos gerar com RIE por uma fração do custo e com menos tempo, menos etapas ao longo, sem as condições de temperatura mais altas ou instrumentação cara, " ele disse.