Разработан метод по улучшенной технологии производства микрочипов

Принстонская лаборатория физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США (DOE) присоединилась к усилиям индустрии по расширению процесса и разработке новых способов производства более мощных и эффективных чипов, пишет SecurityLab.

В рамках первого исследования PPPL, проведенного в сотрудничестве с компанией Lam Research Corp., мировым поставщиком оборудования для производства чипов, ученые лаборатории с помощью моделирования точно предсказали ключевой этап изготовления чипов в атомном масштабе.

Специалисты лаборатории смоделировали так называемое "атомно-слоевое травление" (ALE). Целью ALE является удаление отдельных атомных слоев с поверхности за один раз. Процесс используется для вытравливания в пленке на кремниевой пластине сложных трехмерных структур с критическими размерами, толщиной в тысячи раз меньше человеческого волоса.

"Моделирование в основном совпало с экспериментами в качестве первого шага и может привести к улучшению понимания использования ALE для травления в атомном масштабе", - сказал Джозеф Велла, научный сотрудник PPPL. Улучшенное понимание позволит PPPL исследовать такие вещи, как степень повреждения поверхности и степень шероховатости, возникающей во время ALE, а начать работу следует с фундаментального понимания атомно-слоевого травления".

Модель имитировала последовательное использование ионов газообразного хлора и аргоновой плазмы для управления процессом травления кремния в атомном масштабе. Плазма, или ионизированный газ, состоит из смеси свободных электронов, положительно заряженных ионов и нейтральных молекул. Температура плазмы, используемой при обработке полупроводниковых устройств, близка к комнатной, в отличие от сверхгорячей плазмы, применяемой в экспериментах по термоядерному синтезу.

"Неожиданным эмпирическим выводом Lam Research стало понимание того, что процесс ALE становится особенно эффективным, когда энергия ионов значительно выше, чем в начале работы", - сказал Дэвид Грейвс, профессор кафедры химической и биологической инженерии Принстона. "Поэтому следующий шаг в моделировании — посмотреть, сможем ли мы понять, что происходит, когда энергия ионов намного выше, и почему данный процесс так хорош".

В перспективе "полупроводниковая промышленность в целом рассматривает возможность значительного расширения ассортимента материалов и типов используемых устройств, и для такого расширения также потребуется обработка с точностью атомного масштаба ", - сказал Грейвс.

Результаты своей работы ученые осветили в статье опубликованной в Journal of Vacuum Science & Technology B.