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El horno de microondas doméstico modificado supera el obstáculo del semiconductor de 2 nm

Científicos de la Universidad de Cornell han utilizado un horno de microondas doméstico modificado para ayudar a superar un obstáculo importante para la producción práctica de semiconductores de 2 nm. El recocido de microondas resultante está inspirado en las teorías de TSMC sobre microondas y dopaje de fósforo y silicio. Como resultado, los fabricantes de semiconductores podrían superar un límite de concentración de fósforo anterior utilizando equipos y técnicas de nuevo diseño.

Para que los procesos de semiconductores continúen reduciéndose, el silicio debe doparse con concentraciones cada vez más altas de fósforo para facilitar un suministro de corriente preciso y estable. Tal como están las cosas ahora, con la industria comenzando la producción en masa de componentes de 3 nm, los métodos tradicionales de recocido aún funcionan de manera efectiva. Sin embargo, como la industria supera los 3 nm, se deben garantizar concentraciones de fósforo por encima de su solubilidad de equilibrio en silicio. Además de lograr niveles de concentración más altos, la consistencia es esencial en la fabricación de materiales semiconductores funcionales.

TSMC especuló previamente que las microondas podrían usarse en el proceso de recocido (calentamiento) para ayudar a aumentar las concentraciones de dopaje de fósforo. Sin embargo, las fuentes de calentamiento por microondas anteriormente tendían a producir ondas estacionarias, que son malas para la coherencia del calentamiento. En pocas palabras, los hornos de microondas anteriores calentaban su contenido de manera desigual.

Recocido por microondas para materiales semiconductores de 2 nm

(Crédito de la imagen: Universidad de Cornell)

Los científicos de la Universidad de Cornell obtuvieron el apoyo de TSMC y del Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán para llevar a cabo su investigación sobre recocido por microondas. En su artículo científico, compartido por la Universidad de Cornell a principios de semana, los científicos concluyeron que habían «superado el desafío fundamental del dopaje alto pero estable por encima de la solubilidad», gracias a sus métodos avanzados de recocido por microondas.

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Puede leer más sobre esta investigación en el artículo publicado por Letras de Física Aplicada denominado «Activación eficiente y estable mediante el recocido de microondas de nanoláminas de silicio dopadas con fósforo por encima de su límite de solubilidad». También notará por el nombre del documento que esta técnica de recocido es buena para la tecnología de transistores de nanoláminas más nueva, donde los transistores se apilan en capas. TSMC ha dicho anteriormente que utilizará nanoláminas de 2 nm para producir transistores de efecto de campo de compuerta completa (GAAFET).

El autor principal del artículo, James Hwang, profesor de investigación en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, dijo al Blog de noticias de Cornell (se abre en una nueva pestaña), «Este nuevo enfoque de microondas tiene el potencial de permitir que los principales fabricantes como TSMC y Samsung reduzcan a solo 2 nanómetros». La investigación continuará y ya se está beneficiando de financiación adicional.

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