La evolución tecnológica requiere cada día chips más potentes y de bajo costo para soportar las demandas del mercado de alta tecnología. Estos chips se fabrican tradicionalmente con materiales 3D que son voluminosos por naturaleza, lo que los hace difíciles de apilar en capas.
Una solución puede provenir de hacer los chips con materiales 2D ultrafinos, resolviendo así el desafío de tener que apilar varios chips verticalmente. Estos materiales 2D generalmente se crean en otro lugar y luego se transfieren al chip o la oblea, un proceso imperfecto que hace que estos transistores sean delicados y con un rendimiento inconsistente. Un equipo interdisciplinario de investigadores del MIT ha revelado el desarrollo de una nueva tecnología que puede hacer crecer capas de estos materiales 2D directamente sobre chips de silicio completamente fabricados en un artículo publicado en la revista científica Nature Nanotechnology.
El nuevo proceso permite que crezcan capas uniformes y suaves en obleas de 8 pulgadas (210 mm), lo que reduce significativamente el tiempo requerido. Este nuevo método podría ser crítico en aplicaciones comerciales donde las obleas de más de 8 pulgadas son típicas.
Jiadi Zhu, estudiante de ingeniería eléctrica e informática y coautor del artículo, explicó la técnica en términos más simples. “ El uso de materiales 2D es una forma eficaz de aumentar la densidad de un circuito integrado. Lo que estamos haciendo es como construir un edificio de varios pisos. Si solo tiene un piso, no caben muchas personas. Pero con más pisos, el edificio albergará a más personas que pueden hacer cosas nuevas y sorprendentes. Gracias a la integración heterogénea en la que estamos trabajando, tenemos el silicio en primer plano y luego podemos tener muchos planos de material 2D directamente integrados encima ”.
Zhu y su equipo se centraron en el uso de disulfuro de molibdeno, un material 2D flexible y transparente que exhibe poderosas propiedades electrónicas y fotónicas, lo que lo hace óptimo para transistores semiconductores. Las películas delgadas de disulfuro de molibdeno generalmente se crean a través de un proceso de deposición de vapor químico orgánico-metálico (MOCVD). Esta reacción implica la descomposición de compuestos de molibdeno y azufre a temperaturas superiores a 550 grados centígrados. Pero los circuitos de silicio se degradan cuando las temperaturas superan los 400 grados centígrados.
Para combatir esta degradación, los investigadores diseñaron y construyeron un nuevo horno para evitar el proceso de descomposición. El horno consta de dos cámaras: la delantera, una región de baja temperatura donde se coloca la oblea de silicio, y la trasera, una región de alta temperatura. Los compuestos de molibdeno y azufre vaporizados se bombean al horno.
Mientras que el molibdeno permanece y se descompone en la parte delantera, donde las temperaturas están por debajo de los 400 grados, el compuesto de azufre fluye hacia la parte trasera más caliente, donde se descompone. Una vez descompuesto, vuelve al frente y reacciona químicamente para hacer crecer el disulfuro de molibdeno en la superficie de la oblea.
Zhu y el equipo ahora planean refinar su técnica y explorar procesos similares para hacer crecer estas capas en superficies cotidianas como telas y papel. Esto abriría una nueva frontera en la creación de chips incrustados en la ropa o incluso en superficies temporales. Tendríamos una nueva frontera de alta tecnología, con la capacidad de crear ropa o papel inteligente. Tendremos aplicaciones que ahora nos cuesta incluso imaginar.
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El artículo Los científicos del MIT descubrieron cómo hacer chips de computadora de mejor rendimiento proviene de Escenarios económicos .
Esta es una traducción automática de una publicación publicada en Scenari economici en la URL https://scenarieconomici.it/scienziati-del-mit-hanno-scoperto-come-creare-chip-per-computer-piu-performanti/ el Mon, 01 May 2023 09:00:24 +0000.