گرافن جای سیم های مسی را می گیرد
مهندس وب: یک استارتاپ حوزه نیمه هادی اعلام نموده که موفق به سنتز گرافن باکیفیت بالا در مقیاس ویفر شده است، این کار در وضعیت سازگار با CMOS (بستر اصلی نرم افزار) انجام شده است و به این ترتیب، امکان استفاده از گرافن به عنوان یک ماده دو بُعدی در محصولات نیمه هادی بوجود آمده است و این فناوری جایگزین سیم های مسی خواهد شد.
به گزارش گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، صنعت نیمه هادی با کاهش ابعاد قطعات با مشکلات جدیدی روبه رو می شود، قسمتی از این مشکلات به سیم ها و اتصالات برمی گردد که با کوچک شدن ابعاد قطعات، مساله ایجاد می کنند.
مس به عنوان ماده اتصال دهنده استاندارد، در ۳۰ سال قبل مورد استفاده قرار گرفته و الان به سبب قانون مور و مهاجرت الکترون در قطعات مسی کوچک، استفاده از مس مشکل ساز شده و انگار مس به آخر عمر تجاری خود رسیده است.
در اتصالات با ابعاد زیر ۱۵ نانومتر، مقاومت مس به سرعت بیشتر می شود که موجب کاهش قابل توجه در عملکرد و توان شده که به صورت شایان توجهی بر تمام معیارهای قابلیت اطمینان مورد نیاز طراحی های نیمه رسانای مدرن در محصولاتی مانند GPU، CPU و موارد دیگر تأثیر می گذارد.
اکنون یک استارتاپ به نام دستینیشن تودی (Destination ۲D)، استفاده از گرافن را به عنوان پایه ای برای فناوری خود انتخاب نموده است. در صورتیکه تکه های ریز گرافن به آسانی تولید می شوند، تلاش ها برای افزایش مقیاس پروسه تولید برای ادغام با جریان اصلی CMOS به سبب مسائل مربوط به سازگاری با زیرساخت های تولید و نگرانی های کنترل کیفیت، موفقیت ناچیزی داشته است.
سنتز گرافن در مساحت وسیع که به طور معمول شامل روش های مبتنی بر رسوب بخار شیمیایی (CVD) می شود، به دماهای بالایی نیاز دارد که بسیار فراتر از بودجه مجاز حرارتی ساخت اتصال CMOS است و همین طور نیاز به انتقال مکانیکی گرافن رشد یافته روی یک بستر فلزی به زیرلایه های دی الکتریک دارد.
علاوه بر این، گرافن بکر (تک لایه) نیمه فلزی با چگالی حامل بار کم است که به مقاومت بالا در محصولات منجر می شود و همین موضوع، کاربرد مستقیم آن در اتصالات محدود می کند. بنابراین، برای کاربرد در اتصالات، چندین لایه از گرافن که بصورت لبه ای با هم متصل هستند و تقویت بین لایه ای شده اند، مورد نیاز است.
این کار نخستین بار توسط پژوهشگران دستینیشن تودی بصورت نظریه و بعد بصورت تجربی نشان داده شد. این نوآوری طراحی اتصال سازگار با CMOS بوسیله گرافن چند لایه دوپ شده و لبه ای حاصل شده است که مقاومت کمتر، قابلیت اطمینان قابل توجه بهتر و تا ۸۰ درصد بازده انرژی بالاتری نسبت به اتصالات مسی دارد.
یک فناوری سنتز سازگار با CMOS امکان سنتز مستقیم گرافن را بر روی زمینه های دی الکتریک در مقیاس ویفر در دماهای بسیار کمتر از بودجه حرارتی CMOS فراهم می آورد. همه این ها بدون مشکلات تاب برداشتن و ترک خوردگی که کوشش های قبلی تجاری سازی گرافن در اطراف اتصالات CMOS را آزار می داد، به دست می آید.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب