(PhysOrg.com) -- Naarmate de functies op computerchips steeds kleiner worden, het vinden van manieren om de chips te fabriceren is een grote uitdaging geworden. In een nieuwe studie, onderzoekers van MIT hebben aangetoond dat bepaalde moleculen kunnen worden afgezet op veelal lege chips, waar ze zichzelf rangschikken in patronen die de contouren vormen van minuscule functionerende circuits. Onderzoekers Karl Berggren, de Emanuel E. Landsman Universitair Hoofddocent Elektrotechniek, en Caroline Ross, de Toyota-hoogleraar Materials Science and Engineering, hebben hun nieuwe methode gepubliceerd in een recent nummer van Natuur Nanotechnologie .

Zoals uitgelegd in een artikel op MIT News, het proces dat momenteel wordt gebruikt om circuits op chips te maken - fotolithografie - is de afgelopen 50 jaar weinig veranderd. Fotolithografie omvat het schijnen van een licht door een patroonmasker op een laag lichtgevoelig materiaal dat op de computerchip is gecoat. Blootstelling aan licht zorgt ervoor dat de fotoresist hard wordt, en wanneer het onverharde gebied is weggespoeld, alleen het patroongebied blijft.

Echter, nu chipkenmerken kleiner zijn geworden dan de golflengte van het licht dat in dit proces wordt gebruikt, fotolithografie kan niet meer worden gebruikt. Om deze uitdaging aan te gaan, onderzoekers hebben geprobeerd elektronenstralen te gebruiken in plaats van lichtstralen vanwege hun kleinere golflengte. Echter, het probleem met elektronenstraallithografie is dat het lang duurt, en dus duurder. In tegenstelling tot fotolithografie, die een hele chip in één keer met licht kan belichten, een elektronenstraal is meer gefocust en kan slechts kleine gebieden tegelijk belichten, zodat het heen en weer over de chip moet scannen om het hele gebied te bestrijken.

Bij de nieuwe methode Berggren en Ross hebben de behoefte aan elektronenstraallithografie sterk geminimaliseerd, gebruikt het alleen om geleidingsposten met een dun patroon door de hele chip te maken. Om de patronen tussen de berichten in te vullen, ze hebben lang gedeponeerd, zich herhalende ketens van polymeermoleculen die zich aan de palen hechten en zich vervolgens in specifieke patronen rangschikken. Om de gewenste patronen te krijgen, de onderzoekers gebruikten copolymeren, die zijn gemaakt van twee verschillende soorten polymeermoleculen. De verschillende polymeerketens houden niet van mengen, toch zijn ze nog steeds met elkaar verbonden - zoals "de personages gespeeld door Robert De Niro en Charles Grodin in de film Midnight Run, een premiejager en een witteboordencrimineel die aan elkaar geboeid zijn maar elkaar niet kunnen uitstaan, ” in de analogie van Berggren. Door van elkaar weg te trekken, de polymeren rangschikken zichzelf in voorspelbare patronen.

Later, bij blootstelling aan een plasma, een van de polymeren verandert in gehard glas, terwijl de andere wegbrandt. Net als bij fotolithografie, het glaspolymeer zou als fotoresist kunnen worden gebruikt, die hard wordt om het patroon te vormen. Door verschillende eigenschappen te regelen, zoals polymeerlengtes, hun relatieve proporties, en de vorm en locatie van de palen - de onderzoekers konden een verscheidenheid aan specifieke patronen produceren die nuttig zouden kunnen zijn voor het ontwerpen van circuits.

Met zijn geringe afhankelijkheid van elektronenstraallithografie, de nieuwe methode zou kosteneffectieve fabricage kunnen bieden op andere gebieden dan computerchips. Bijvoorbeeld, de techniek zou kunnen worden gebruikt om stempels te maken voor het maken van magnetische patronen op harde schijven, die momenteel worden geproduceerd met elektronenstraallithografie. Echter, er is meer onderzoek nodig voordat individuele computerchips met zelfassemblerende moleculen worden gemaakt, zoals de moleculen de exacte patronen laten vormen die nodig zijn om werkende circuits te produceren.

© 2010 PhysOrg.com