p Microeletrônica, como dispositivos semicondutores, está no centro das tecnologias que usamos todos os dias. À medida que avançamos para uma era em que estamos expandindo os limites da Lei de Moore, é essencial encontrar novas maneiras de continuar a incluir mais circuitos em cada dispositivo individual, a fim de aumentar a velocidade e a capacidade de nossos computadores. p Pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) desenvolveram uma nova técnica que pode ajudar a tornar esses dispositivos cada vez menores, mas complexos. A tecnica, conhecido como gravação de camada molecular, é detalhado em um novo artigo publicado em Química de Materiais .

p Para tornar a microeletrônica menor, os fabricantes precisam inserir cada vez mais circuitos em filmes menores e estruturas 3-D. Hoje, isso acontece usando deposição de filme fino e corrosão, técnicas para crescer ou remover filmes uma camada de cada vez.

p "Nossa capacidade de controlar a matéria em nanoescala é limitada pelos tipos de ferramentas que temos para adicionar ou remover camadas finas de material. A corrosão da camada molecular (MLE) é uma ferramenta que permite aos fabricantes e pesquisadores controlar com precisão a forma como os materiais finos, em escalas microscópicas e nanoescalas, estão removidos, "disse o autor principal Matthias Young, professor assistente da Universidade de Missouri e ex-pesquisador de pós-doutorado em Argonne.

p Juntamente com a deposição da camada molecular (MLD), uma técnica de deposição, O MLE pode ser usado para projetar arquiteturas microscópicas. Essas abordagens são análogas à deposição da camada atômica (ALD) e à corrosão da camada atômica (ALE), as técnicas mais comumente aplicadas para a fabricação de microeletrônica. Contudo, ao contrário das técnicas de camadas atômicas, que lidam exclusivamente com filmes inorgânicos, MLD e MLE também podem ser usados ​​para cultivar e remover filmes orgânicos.

p Como funciona

p Em princípio, MLE funciona expondo filmes finos, vários nanômetros ou micrômetros de espessura, a pulsos de gás dentro de uma câmara de vácuo. O processo começa com um gás (Gás A) que, Após a entrada, reage com a superfície do filme. Próximo, o filme é exposto a um segundo gás (Gás B). Este processo AB é repetido até que a espessura desejada seja removida do filme.

p "O efeito líquido de A e B é a remoção de uma camada molecular de seu filme, "disse o químico da Argonne Jeff Elam, um co-autor do estudo. "Se você fizer esse processo sequencialmente, uma e outra vez, você pode reduzir a espessura do filme para atingir a espessura final desejada. "

p Um aspecto chave do MLD é que as reações de superfície A e B são autolimitadas. Eles só continuam até que todos os locais de superfície reativa disponíveis sejam consumidos, e então as reações terminam naturalmente. Este comportamento autolimitado é extremamente útil na fabricação, uma vez que é relativamente fácil dimensionar o processo para tamanhos de substrato maiores.

p Os pesquisadores testaram sua abordagem usando alucone, um material orgânico semelhante à borracha de silicone que tem aplicações potenciais em eletrônicos flexíveis. O gás A em seu experimento era um sal contendo lítio, e o Gás B era trimetil alumínio (TMA), um composto organometálico à base de alumínio.

p Durante o processo de gravação, o composto de lítio reagiu com a superfície do filme de alucona de uma forma que fez com que o lítio grudasse na superfície e rompesse a ligação química no filme. Então, quando o TMA foi introduzido e reagiu, removeu a camada de filme contendo lítio. O lítio desempenha um papel sacrificial - é depositado na superfície temporariamente para quebrar as ligações químicas, mas depois é removido pelo TMA.

p "O processo pode continuar camada por camada assim e você pode remover todo o material se quiser, "Young disse.

p Abrindo novas portas na microeletrônica

p O uso dessa técnica pode ajudar os fabricantes e pesquisadores a desenvolver novas maneiras de fazer nanoestruturas. O processo também pode ser uma opção mais segura para eles usarem porque é livre de halogênios, um componente agressivo de produtos químicos comuns em outros processos de corrosão. Também tem a vantagem de ser seletivo; a técnica de gravação pode remover seletivamente as camadas MLD sem afetar as camadas ALD próximas.

p "O MLE tem o potencial de ajudar a inaugurar novos caminhos para a fabricação e controle de geometrias de materiais em nanoescala, que poderia abrir novas portas na microeletrônica e se estender além da escala tradicional da Lei de Moore, "Elam disse.

p O artigo é intitulado "Gravura em Camada Molecular de Filmes de Metalcone Usando Sais Orgânicos de Lítio e Trimetilalumínio."