Kullanarak bilgisayar çiplerinde Nano-boyutlu özellikler oluşturmak - yarı iletkenler

Yarı iletken endüstrisi yıllardır nanoteknoloji alanında faaliyet göstermektedir. Fotorezist olarak adlandırılan bir malzeme ile kaplanmış silikon wafer'larda nano boyutlu desenleri oymak için araçlar ve işlemler kullanıyorlar. Bu kalıplar, bilgisayarınızdaki verileri işleyebilmenizi sağlayan çipi oluşturuyor. Bu desenleri oluşturmak için kullanılan işleme, nanolitografi denir.

Bilgisayarınızın beyinleri olan entegre devreler arasında nano boyutlu yapılar bulunur. Silikonlu wafer'lerde entegre devreler için nano boyutlu özellikler oluşturmak için, çip üzerinde bir desen basmak için litografi adlı bir teknik kullanan bir basamak adında bir makineye ihtiyaç duyulmaktadır. Bir nanolitografi işlemi ile üretilen 32-nanometre boyutlu mikro işlemciler, bir bilgisayar çipinde 995 milyon transistör paketlenmiştir.

Nanolitografide kullanılan bir kademenin optik kısımları.

Bir kademede ışık, basılacak deseni içeren bir retikül veya fotomaskardan parlar ve bir lens, yarı iletken bir tabakanın yüzeyini kaplayan foto-resista odaklar. Sonra, gofret kaydırılır veya basamaklanır, böylece, maruz kalmayan bir fotoresist bölgesi, optik sistemin altında hareket ederek UV ışığını kullanarak bu bölgeyi ortaya çıkarır. Desen, tüm gofret boyunca tekrar edilinceye kadar bu basamak devam eder.

Lithography, bir modelin fotoreziste maruz kaldığı ve fotorezistin fotoğrafik kimyasallar kullanılarak geliştirildiği film fotoğrafçılığına benzemektedir. Her iki durumda da gelişen süreç, beklenmedik fotorezisti temizler ve direnci gofret yüzeyinde istenen desende bırakır. Bir aşındırma sistemi, fotorezistin deseni tarafından örtülmeyen silikonu ve diğer tabakaları çıkarır.

Üreticiler, yazdıkları asgari özellik boyutunu azaltmak için teknikler geliştirmeye devam ediyorlar. Günümüzde çoğu yüksek hacimli entegre devre imalatçısı tarafından kullanılan yöntem 193 nm daldırma litografisi olarak adlandırılmaktadır. 193 nm , direnci ortaya çıkarmak için kullanılan bir lazer tarafından üretilen morötesi ışığın dalga boyuyla ilgilidir ve daldırma , merceği ultra saf su su birikintisine batırdığınız anlamına gelir.

Lens ile fotorezist arasındaki hava, havayla lens arasındaki kırılma indeksindeki farklılıklardan dolayı ışığın hafifçe bükülmesine neden olur. Bununla birlikte, su için kırılma indeksi objektife göre daha yakındır, bu nedenle ışık daha az bükülür ve basamak daha ince bir model basabilir.

Entegre devreler üretirken, bir gofret üzerinde birkaç farklı desen ortaya çıkarabilir ve bu desenlerden her biri belirli bir katmanı veya malzemeyi tanımlar.

Örneğin, bir tabaka devrenin çeşitli bileşenlerini birbirine bağlayan metal çizgileri tanımlarken, bir başka tabaka devredeki transistörlerin kapısını tanımlayabilir. (Bir transistörün geçidi, uygulanan voltajın transistörü açıp kapatmasına izin veren ve entegre devrede desenlendirilecek en küçük bölge olmasını sağlayan bölge.)

Şu anda, üreticiler 193 nm daldırma kullanılan adımlayıcılarla çalışıyorlar minimum 32 nm boyutlu entegre devreler üretmek için litografi.

193 nm daldırma sistemi, özellik boyutu azaltıldığında daha az verimsiz olmasına rağmen, üreticiler bu sistemi yeni nesil sistem kullanılabilir oluncaya kadar kullanmak zorunda kalacaklardır. Adımerlerdeki ve litografideki bir sonraki gelişme, 13.5 nm dalga boyunda mor ötesi ışık kullanan bir sistem olacaktır. Bu sistem ultra ultraviyole veya EUV olarak adlandırılır çünkü ultraviyole ışını bu kadar kısa dalga boyu kullanır.

Aşırı morötesi nanolitografi sistemleri daldırma teknikleri kullanmaz. Bunun yerine, işlenen ışık yolu ve gofretler vakumda çünkü hava veya su EUV kirişini bloke edecektir.