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MIT rivela un nuovo processo per chip sotto i 10nm

di 02/04/2017
 

MITI ricercatori del MIT hanno sviluppato una nuova tecnica che permette alle strutture dei chip di “auto costruirsi” a livelli microscopici. A detta dei ricercatori questo metodo sarà anche meno oneroso della litografia extreme ultraviolet (EUV), un’altra tecnica che verrà utilizzata per produrre i chip da 7nm e 5 nm nel 2020 o più in futuro.

La legge di Moore ha rallentato significativamente da 5 anni a questa parte, stiamo impiegando lo stesso processo da 3 anni, se non di più. Sta diventando difficile, come più costoso, rimpicciolire i transitors con l’approssimarsi alle dimensioni microscopiche degli atomi.

MITLa Litografia EUV è stato studiata per lungo tempo perché utilizza una lunghezza d’onda ultravioletta estremamente piccola di 13.5nm che possono contribuire a creare tali minuscoli transistori da 7nm o 5nm. Tuttavia, alcuni produttori di chip, come TSMC, si sono lamentati circa l’uso degli EUV, affermando che presto avrebbe aggiunto un prezzo troppo alto al costo di un chip, quindi non è ancora troppo pratico. Altri, come Samsung, si aspettano di iniziare ad usarlo sul loro processo 7nm entro il 2020.

Un team di ricercatori del MIT hanno sviluppato una nuova tecnica chiamata Self-Assembly (DSA). Questa tecnica può aiutare i produttori di chip, in particolare quelli scettici circa la praticità degli EUV nel breve termine, per creare chip a 7nm o più piccoli.

Il nuovo metodo DSA utilizza una integrazione di tre metodi esistenti. In primo luogo, un modello di linee viene creato sulla superficie del chip utilizzando tecniche di litografia consolidate, come l’utilizzo di un fascio di elettroni per stampare il modello del chip.

La seconda fase prevede la creazione di uno strato di materiale, detto copolimero a blocchi, che è costituito da una miscela di due diversi materiali polimerici che separano naturalmente in strati alternati o altri schemi prevedibili. I copolimeri a blocchi contengono molecole concatenate, dove ciascuna consiste in due materiali polimerici collegati end-to-end.

Un altro strato polimerico protettivo viene aggiunto sulla parte superiore dello strato precedente mediante deposizione chimica di vapore (CVD). Lo strato superiore è quello che costringe i copolimeri a blocchi di auto-assemblarsi in strati verticali, anziché quelli orizzontali.

I ricercatori del MIT hanno affermato che il tracciato litografico sottostante determina la posizione di questi strati, ma le tendenze naturali dei copolimeri è ciò che provoca la loro larghezza di essere molto minore di quella delle linee alla base.

Il risultato è quattro o più file, ciascuna di esse larga un quarto, al posto della linea del modello originale. La combinazione dello strato litografato e lo strato superiore è quello che controlla sia l’orientamento che l’allineamento delle linee più sottili, secondo i ricercatori.

Lo strato superiore può anche essere ulteriormente modellato, in modo che il sistema può essere utilizzato a formare un patterning complesso, in base alle esigenze per le interconnessioni di un microchip.
Secondo il team del MIT, il nuovo processo può essere implementato utilizzando macchinari esistenti con solo piccoli cambiamenti. Questo potrebbe rendere la tecnologia più attraente per i produttori di chip, rispetto all’utilizzo di nuove tecniche di litografia per stampare modelli molto più fini.

Uno ostacolo che la tecnica DSA potrebbe affrontare è il fatto che le linee formate dalle reazioni chimiche possono formare strutture troppo regolari. La tecnica DSA potrebbe non funzionare molto bene per i chip con modelli più irregolari, quali CPU, ma può funzionare abbastanza bene per i chip dal pattern più semplice, come i chip di memoria.MIT

 

 





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