科学家研发新纳米加工技术为半导体和电子工业带来重大突破

着眼于现代计算的趋势,由英特尔公司联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)于1975年制定的摩尔定律认为,集成电路中的晶体管数量大约每两年翻一番。

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在过去的45年中,这种预测或多或少都成立了,但是随着我们无法生存的设备越来越小,制造越来越细的电路的能力正在冲击技术壁垒。研究人员试图找到最好的,最经济的方法来蚀刻宽度小于10纳米(大约是头发的千分之一)的电子路径。


宾汉姆顿大学的一项研究项目最近获得了美国国家科学基金会(NSF)的三年期资助,共计609,436美元,用于研究生产这些微电路的新方法。


系统科学与工业工程学系助理教授贾登(主要研究员)将领导该研究。以及Thomas J. Watson工程与应用科学学院机械工程系的Changhong Ke教授(共同研究员)。自邓小平于2017年到达宾厄姆顿以来,两人一直是合作者。


他们的计划是利用与原子力显微镜相同的技术,该技术使用机械探针扫描样品至纳米级(比光学显微镜小1,000倍),以“感觉”样品并将数据转换为图像。


邓和柯不会使用“感觉”表面,而是使用约有3.1纳米宽的碳纳米管(由有史以来最强的物质之一制成),将所需的电路图案蚀刻到材料上。


如果纳米制造技术被证明是成功的,它将比同类方法便宜,效率更高。一家荷兰公司可以通过极紫外光刻技术来制造具有7纳米及以下纳米电路的中央处理器(CPU),但它们的设备每套成本为1.2亿美元。使用氦离子束的机器可以低于10纳米,但它们也非常昂贵。


相比之下,原子力显微镜的价格在100,000美元至200,000美元之间,而电路生产的修改成本可能不高。


邓说:“与其他现有的纳米图案化设备或技术(例如基于激光或基于电子束的设置)相比,这种设置的成本相对较低。”


通过在纳米制造技术中增加电场,热加热和机械振动,邓和柯希望获得更广泛的潜在应用,并减少后期生产过程。


柯说:“通过使用这些纳米管,它的尖端非常锋利,还可以抵抗磨损。” “通常,如果您的笔尖很锋利并且与表面接触,则笔尖会变钝,这将大大降低图案分辨率和效率。”


作为沃森学院纳米力学实验室的负责人,他看到,如果邓小平和邓小平的研究取得成功,他和邓小平将会取得的成就:“我们的技术可以打破5纳米的壁垒。这将为半导体和电子工业带来重大突破。


这项研究标志着邓小平获得了美国国家科学基金会(NSF)的第一个奖项-科学界的荣誉徽章-他感谢Ke,屈臣氏学院和大学的支持。


他说:“这对我来说是个好消息,我很高兴能为这个项目提供资金。” “希望我们会做一些好的研究,并在将来获得更多的资金。”


Deng和Ke的研究是“基于多能量辅助的基于Ultrasharp探针的纳米制造,用于高分辨率和高效纳米图案化”(NSF资助号2006127)。


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