Строительство путем разрушения: создание структур шириной 10 нм

Источник: web.mit.edu

В настоящее время производство микросхем и компьютерных чипов основано на фотолитографии. Однако эта технология уже почти исчерпала свои возможности. Ведь дальнейшая миниатюризация компонентов устройств ограничена длиной волны света. Инженеры рассматривают и другой вариант — электронно-лучевую литографию. В этом случае вместо света используются узко направленные потоки электронов. Правда, у этой технологии есть свои недостатки. Пучок электронов не может охватить всю поверхность чипа сразу — он должен перемещаться построчно. Соответственно, время изготовления схемы возрастает. Исследователи Массачусетского технологического института (США) предложили методику, увеличивающую эффективность электронно-лучевой литографии.

С ее помощью можно получать структуры шириной примерно 30 атомов (10 нм). На кремниевую подложку наносятся узкие столбики пластика. Затем столбики разрушаются, их частички падают в нужных направлениях и образуют сложные узоры. Вытравление узкого столбика требует фокусировки луча в заданной точке. Так что в данном случае использование электронно-лучевой литографии предпочтительнее. Как отмечает руководитель работы Карл Берггрен, идея возникла почти случайно. Он и его коллеги думали о том, как предотвратить падение структур при переходе к 10 нм уровню детализации чипов. При таких масштабах жесткость структур не слишком велика. Их можно сравнить с волосами, вставшими дыбом — они стремятся упасть.

В конце концов, ученые решили — если мы не в состоянии преодолеть разрушение структур, может, лучше его использовать в своих целях? Оказалось, что, контролируя форму изолированных столбиков, можно спрогнозировать направление их падения. К примеру, если одна сторона столбика уплощена, столбик упадет в противоположную сторону. Правда, точность данной методики пока составляет всего 98% — для промышленного использования этого недостаточно. К тому же, если два столбика находятся рядом, они неизбежно будут падать навстречу друг другу, независимо от их формы. И все же новая технология может быть полезной. Она открывает путь к построению структур, не производившихся раньше — ведь никто не знал, как их сделать.