Cornell Üniversitesi’ndeki bilim adamları, pratik 2nm yarı iletken üretiminin önündeki önemli bir engelin üstesinden gelmek için modifiye edilmiş bir ev tipi mikrodalga fırın kullanıyorlar. Ortaya çıkan mikrodalga tavlayıcı, TSMC’nin mikrodalgalar ve fosforlu silikon katkılama hakkındaki teorilerinden ilham alır. Sonuç olarak, yarı iletken üreticileri, yeni tasarlanmış ekipman ve teknikleri kullanarak önceki fosfor konsantrasyon sınırını aşabilirler.
Yarı iletken proseslerin büzülmeye devam etmesi için, doğru ve kararlı akım iletimini kolaylaştırmak için silikonun daha yüksek ve daha yüksek fosfor konsantrasyonları ile katkılanması gerekir. Mevcut durumda, endüstrinin 3nm bileşenlerinin seri üretimine başlamasıyla birlikte, geleneksel tavlama yöntemleri hala etkili bir şekilde çalışıyor. Ancak endüstri 3nm’nin ötesine geçtiğinden, silikondaki denge çözünürlüğünden daha yüksek fosfor konsantrasyonlarının sağlanması gerekmektedir. Daha yüksek konsantrasyon seviyelerine ulaşmanın yanı sıra, işlevsel yarı iletken malzemelerin yapımında tutarlılık hayati önem taşır.
TSMC daha önce, artan fosfor doping konsantrasyonlarını kolaylaştırmak için tavlama (ısıtma) işleminde mikrodalgaların kullanılabileceğini kuramlaştırmıştı. Bununla birlikte, mikrodalga ısıtma kaynakları önceden ısıtma tutarlılığı için kötü olan duran dalgalar üretme eğilimindeydi. Basit bir ifadeyle, önceki mikrodalga tavlama cihazları içeriklerini eşit olmayan bir şekilde ısıtıyordu.
Cornell Üniversitesi bilim adamları, mikrodalga tavlama konusundaki araştırmalarını yürütmek için TSMC’nin ve Tayvan Bilim ve Teknoloji Bakanlığı’nın desteğini aldı. Cornell Üniversitesi tarafından hafta başında paylaşılan sonuçta ortaya çıkan bilimsel makalelerinde, bilim adamları, gelişmiş mikrodalga tavlama yöntemleri sayesinde “çözünürlüğün üzerinde yüksek ancak kararlı doping için temel zorluğun üstesinden geldikleri” sonucuna vardılar.
tarafından yayınlanan makalede bu araştırma hakkında derinlemesine bilgi edinebilirsiniz. Uygulamalı Fizik Harfleri “Çözünürlük sınırının üzerinde fosfor katkılı nano tabaka silikonun mikrodalga tavlaması ile verimli ve kararlı aktivasyon” olarak adlandırıldı. Bu tavlama tekniğinin, transistörlerin katmanlar halinde istiflendiği en yeni nano-tabaka transistör teknolojisi için iyi olduğunu da makalenin adından not edeceksiniz. TSMC, çok yönlü alan etkili transistörler (GAAFET’ler) üretmek için 2 nm’de nano tabakalar kullanacağını zaten belirtti.
Makalenin baş yazarı, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü’nde araştırma profesörü olan James Hwang, şunları söyledi: Cornell haber günlüğü (yeni sekmede açılır), “Bu yeni mikrodalga yaklaşımı, potansiyel olarak TSMC ve Samsung gibi önde gelen üreticilerin yalnızca 2 nanometreye kadar ölçeklendirmesini sağlayabilir.” Araştırma devam edecek ve halihazırda daha fazla fon var.
