Modificeret mikrobølgeovn tilbereder næste generations halvledere

En husholdningsmikrobølgeovn modificeret af en Cornell-ingeniørprofessor hjælper med at tilberede den næste generation af mobiltelefoner, computere og anden elektronik, efter at opfindelsen har vist sig at overvinde en stor udfordring, som halvlederindustrien står over for.

Forskningen er detaljeret beskrevet i et papir offentliggjort i Applied Physics Letters . Hovedforfatteren er James Hwang, en forskningsprofessor i afdelingen for materialevidenskab og teknik.

Da mikrochips fortsætter med at krympe, skal silicium doperes eller blandes med højere koncentrationer af fosfor for at producere den ønskede strøm. Halvlederproducenter nærmer sig nu en kritisk grænse, hvor opvarmning af de stærkt dopede materialer ved hjælp af traditionelle metoder ikke længere producerer konsekvent funktionelle halvledere.

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) teoretiserede, at mikrobølger kunne bruges til at aktivere de overskydende dopingstoffer, men ligesom med husholdningsmikrobølgeovne, der nogle gange opvarmer mad ujævnt, producerede tidligere mikrobølgeglødeapparater "stående bølger", der forhindrede konsekvent aktivering af dopingstoffer.

TSMC samarbejdede med Hwang, som modificerede en mikrobølgeovn for selektivt at kontrollere, hvor de stående bølger opstår. En sådan præcision muliggør korrekt aktivering af dopingstofferne uden overdreven opvarmning eller beskadigelse af siliciumkrystallen.

Denne opdagelse kan bruges til at producere halvledermaterialer og elektronik, der dukker op omkring år 2025, sagde Hwang, der har indgivet to patenter for prototypen.

"Nogle få producenter producerer i øjeblikket halvledermaterialer, der er 3 nanometer," sagde Hwang. "Denne nye mikrobølgetilgang kan potentielt gøre det muligt for førende producenter som TSMC og Samsung at skalere ned til kun 2 nanometer."

Gennembruddet kan ændre geometrien af ​​transistorer, der bruges i mikrochips. I mere end 20 år er transistorer blevet lavet til at stå op som rygfinner, så der kan pakkes mere på hver mikrochip, men producenterne er for nylig begyndt at eksperimentere med en ny arkitektur, hvor transistorer er stablet vandret. De overdrevent dopede materialer, der er muliggjort af mikrobølgeglødning, ville være nøglen til den nye arkitektur. + Udforsk yderligere

Den taiwanesiske chipgigant TSMC ser rekordhøj omsætning i august