Daha Hızlı ve Daha Küçük Mikroçipler.

Johns Hopkins, Daha Hızlı ve Daha Küçük Mikroçipler İçin Yeni Bir Kimya Yöntemi Geliştirdi

Johns Hopkins Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, mikrojipleri şimdiye kadar görülmemiş ölçeklerde küçülten çığır açıcı bir süreç buldu. Bu gelişme, daha hızlı, daha verimli ve daha uygun fiyatlı elektronik cihazların önünü açıyor.

Johns Hopkins’ten bilim insanları, neredeyse görünmez derecede küçük mikroçipler yapmanın yeni bir yolunu keşfetti.

Metalleri ve ışığa duyarlı kimyasalları birleştirerek, çiplerin daha hızlı, daha ucuz ve çok daha güçlü olmasını sağlayabilecek bir yöntem geliştirdiler. Mikroçip tasarımındaki bu sıçrama, akıllı telefonlardan uçaklara kadar her şeyi yeniden şekillendirebilir ve teknolojideki bir sonraki çağın yolunu açabilir.

Mikroçip İnovasyonunda Çığır Aşımı

Johns Hopkins’teki araştırmacılar, daha küçük, daha hızlı ve daha uygun fiyatlı mikroçip üretimi yarışını hızlandırabilecek yeni malzemeler belirledi ve yeni bir teknik geliştirdi. Bu çipler, akıllı telefonlar ve ev aletlerinden otomobiller ve uçaklara kadar modern yaşamın neredeyse her alanını güçlendiriyor.

Bilim insanları, büyük ölçekli üretim için hem yüksek hassasiyetli hem de uygun maliyetli olacak şekilde tasarlanan bir yöntem kullanarak, çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük devrelerin nasıl yapılabileceğini gösterdi.

Bu araştırmanın sonuçları yakın zamanda Nature Chemical Engineering dergisinde yayımlandı.

Üretim Engellerinin Üstesinden Gelmek

Johns Hopkins Üniversitesi’nde Kimya ve Biyomoleküler Mühendisliği Bloomberg Seçkin Profesörü Michael Tsapatsis, “Şirketlerin, 10 ila 20 yıl sonra ve ötesinde nerede olmak istediklerine dair yol haritaları var. Zorluklardan biri, süreci ekonomik kılmak için malzemeleri hızlı ve mutlak bir hassasiyetle ışınlayarak daha küçük özellikler üretmek için bir süreç bulmak olmuştur” dedi.

Tsapatsis’e göre, bu son derece küçük ölçeklerde desenler oymak için gereken gelişmiş lazerler zaten mevcut. Eksik olan parça ise, giderek küçülen mikroçipler talebine ayak uydurabilecek doğru malzemeler ve yöntemlerdi.

Mikroçipler Nasıl Yapılır?

Mikroçipler, temel işlevleri yerine getiren, üzerine devreler işlenmiş düz silikon parçalarıdır. Üretim sırasında, üreticiler silikon plakaları (wafer) “direnç” (resist) adı verilen çok ince bir kaplama oluşturmak için radyasyona duyarlı bir malzemeyle kaplar. Direnç malzemesine bir radyasyon ışını yönlendirildiğinde, plaka üzerine desenleri ve devreleri işleyen bir kimyasal reaksiyon başlar.

Ancak, çipler üzerinde giderek daha küçük ayrıntılar oymak için gereken daha yüksek güçlü radyasyon ışınları, geleneksel direnç malzemeleriyle yeterince güçlü bir şekilde etkileşime giremiyordu.

Mevcut Sınırları Aşmak

Daha önce, Tsapatsis’in laboratuvarı ve Johns Hopkins’teki Fairbrother Araştırma Grubu’ndan araştırmacılar, yeni bir metal-organik sınıfından yapılan direnç malzemelerinin, “aşırı morötesi ötesi radyasyon” (B-EUV) adı verilen ve mevcut standart boyut olan 10 nanometreden daha küçük ayrıntılar oluşturma potansiyeli olan bu yüksek güçlü radyasyon sürecine uyum sağlayabildiğini bulmuşlardı. Çinko gibi metaller, B-EUV ışığını emer ve devre desenlerini “imidazol” adı verilen organik bir malzeme üzerine işlemek için gereken kimyasal dönüşümleri sağlayan elektronlar üretir.

Bu araştırma, bilim insanlarının imidazol bazlı bu metal-organik dirençleri bir çözeltiden silikon plaka ölçeğinde biriktirebildiği ve kalınlığını nanometre hassasiyetinde kontrol edebildiği ilk zamanlardan birini işaret ediyor. Silikon plakayı metal-organik malzemelerle kaplamak için gereken kimyayı geliştirmek üzere, Johns Hopkins Üniversitesi, Doğu Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Soochow Üniversitesi, Brookhaven Ulusal Laboratuvarı ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan deneyler ve modeller birleştirildi. “Kimyasal Sıvı Biriktirme” (CLD) adını verdikleri yeni metodoloji, hassas bir şekilde tasarlanabilir ve araştırmacıların çeşitli metal ve imidazol kombinasyonlarını hızla keşfetmesine olanak tanır.

“İki bileşenle (metal ve imidazol) oynayarak, ışığı emme verimliliğini ve takip eden reaksiyonların kimyasını değiştirebilirsiniz. Bu da bizi yeni metal-organik eşleşmeler yaratmaya açar,” diye açıklıyor Tsapatsis. “Heyecan verici olan, bu kimya için kullanılabilecek en az 10 farklı metal ve yüzlerce organik maddenin olması.”

Yeni Nesil Üretime Geçişe Doğru

Araştırmacılar, özellikle B-EUV radyasyonu için özel olarak eşleşmeler yaratmak üzere farklı kombinasyonlarla deneylere başladılar. Bu tekniğin önümüzdeki 10 yıl içinde üretimde kullanılması bekleniyor.

Kaynak. SciTehDaily
Haber Veriyoruz