Плазма в производстве чипов

Американские ученые-ядерщики предложили использовать технологии термоядерного синтеза для производства компьютерных чипов, пишет TG Daily. Ахмед Хассанейн (Ahmed Hassanein), руководитель отделения ядерной инженерии университета Пердью (Purdue University), Индиана, заявляет, что работающая под его руководством группа ученых нашла способ получать ультрафиолетовое излучение с длиной волны в 13,5 нанометра - EUV, "экстремальный ультрафиолет".

Размер отдельного элемента чипа ограничен физическими параметрами ультрафиолетового излучения, используемого в фотолитографии. В настоящее время в производстве чипов используется DUV, "глубокий ультрафиолет" - излучение с длиной волны в 193 нанометра.

Благодаря использованию глубокого ультрафиолета и технологии жидкостной иммерсионной литографии возможно производство чипов с размером элемента менее 50 нанометров. Но дальнейшее уменьшение длины волны ультрафиолетового излучения и размера получаемых транзисторов сталкивается с серьезными техническими и экономическими трудностями.

Исследователи из Индианы построили компьютерную модель, симулирующую получение плазмы путем нагревания ксенона, олова или лития лучом лазера либо электрическим током. Плазма излучает фотоны экстремального ультрафиолета, а благодаря способности плазмы проводить электрический ток ее формой можно управлять с помощью магнитных полей. По такому же принципу в экспериментальных установках управляемого термоядерного синтеза плазма удерживается от контакта с металлическими стенками реактора.

Затем контролируемые потоки экстремального ультрафиолетового излучения можно направлять в определенные места на кремниевой пластине, формируя таким образом элементы будущего чипа. Хассанейн утверждает, что данные компьютерной модели подтверждаются результатами проведенных его группой экспериментов, что доказывает правильность выбранного направления исследований.

Пока что основной трудностью, с которой столкнулись ученые, является крайне низкая энергоэффективность процесса - менее двух процентов используемой энергии превращается в плазму. Таким образом, для производства требуется мощность энергоустановки более 100 киловатт. По словам Хассанейна, это создает множество инженерных сложностей.

Сейчас ученые работают над повышением эффективности конверсии энергии в плазму.