Un four à micro-ondes domestique modifié par un professeur d’ingénierie de Cornell aide à préparer la prochaine génération de téléphones portables, d’ordinateurs et d’autres appareils électroniques après qu’il a été démontré que l’invention surmonte un défi majeur auquel est confrontée l’industrie des semi-conducteurs.
La recherche est détaillée dans un article publié dans Used Physics Letters. L’auteur principal est James Hwang, professeur-chercheur au département de science et génie des matériaux.
Alors que les micropuces continuent de rétrécir, le silicium doit être dopé, ou mélangé, avec des concentrations moreover élevées de phosphore pour produire le courant souhaité. Les fabricants de semi-conducteurs approchent maintenant d’une limite critique dans laquelle le chauffage des matériaux hautement dopés à l’aide de méthodes traditionnelles ne produit plus de semi-conducteurs fonctionnels de manière cohérente.
La Taiwan Semiconductor Manufacturing Firm (TSMC) a émis l’hypothèse que les micro-ondes pourraient être utilisées pour activer les dopants en excès, mais tout comme avec les fours à micro-ondes domestiques qui chauffent parfois les aliments de manière inégale, les recuits à micro-ondes précédents produisaient des “ondes stationnaires” qui empêchaient une activation constante des dopants.
TSMC s’est associé à Hwang, qui a modifié un four à micro-ondes pour contrôler sélectivement où se produisent les ondes stationnaires. Une telle précision permet la bonne activation des dopants sans échauffement excessif ni endommagement du cristal de silicium.
Cette découverte pourrait être utilisée pour produire des matériaux semi-conducteurs et de l’électronique qui apparaîtront vers 2025, a déclaré Hwang, qui a déposé deux brevets pour le prototype.
“Quelques fabricants produisent actuellement des matériaux semi-conducteurs de 3 nanomètres”, a déclaré Hwang. “Cette nouvelle approche micro-ondes peut potentiellement permettre aux principaux fabricants tels que TSMC et Samsung de réduire à seulement 2 nanomètres.”
Cette percée pourrait modifier la géométrie des transistors utilisés dans les micropuces. Depuis moreover de 20 ans, les transistors sont conçus pour se tenir debout comme des nageoires dorsales afin que davantage de puces puissent être placées sur chaque micropuce, mais les fabricants ont récemment commencé à expérimenter une nouvelle architecture dans laquelle les transistors sont empilés horizontalement. Les matériaux excessivement dopés permis par le recuit micro-ondes seraient la clé de la nouvelle architecture.