Un microondas modificado ha solventado el problema de los 2 nm
Si nos pusiéramos a indagar sobre los usos adicionales que podrían tener nuestros dispositivos o electrodomésticos en casa, probablemente pensaríamos que ninguno más allá de su función principal. Así pues, al ver un microondas solo pensamos en su función de calentar la comida, pero unos investigadores han logrado usarlo para superar un obstáculo de la producción de semiconductores a 2 nm, usando teorías de TSMC.
Según se van reduciendo los nanómetros de los procesos de fabricación de los semiconductores, más difícil es mantener el ritmo. Y es que, el silicio debe estar recibiendo concentraciones cada vez más altas de fósforo, para lograr un suministro de corriente preciso y estable. Actualmente, con el proceso de 3 nm, aún podemos llegar a concentraciones lo suficientemente altas como para mantener la producción. Sin embargo, una vez bajamos de esos 3 nanómetros, la cosa se complica, pues surge un problema. Y es que, se necesita garantizar que las concentraciones de fósforo superen el equilibrio de solubilidad.
La teoría de TSMC en el uso de microondas para los 2 nm se pone a prueba
Esto supone un problema en el proceso de fabricación habitual, pues no se llega a alcanzar este valor. Pero TSMC, propuso una teoría basada en el uso de microondas en el proceso de calentamiento para aumentar la concentración de fósforo y poder producir los 2 nm sin problemas. Sin embargo, no todo es tan sencillo, pues ya se intentó ese proceso anteriormente. Y es que, las pruebas con fuentes de calentamiento por microondas tendían a producir ondas estacionarias, que son negativas para tener un calentamiento consistente. Con el fin de solventar esto, científicos de la Universidad de Cornell se han aliado con TSMC y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán.
Juntos, han llevado a cabo una investigación sobre el proceso de calentamiento por microondas para solventar el problema de los 2 nm. Podemos ver así imágenes que esquematizan el proceso, donde la a) muestra los susceptores de microondas (material que absorbe las radiaciones y las convierte en calor) recubiertos de silicio (Si) y apilados en la cavidad del microondas. En b) se nos muestra la distribución del campo eléctrico en la cavidad de dicho microondas con una señal a 12,241 GHz entre los susceptores superior e inferior. Por último, en c) vemos la distribución entre los susceptores y señales de microondas alejadas de los 12,241 GHz empleados anteriormente.
Esta técnica se ha demostrado útil en transistores apilados en capas
La investigación y pruebas iniciales ya han acabado y los científicos han publicado su paper denominado "calentamiento por microondas de nanoplanchas de silicio dopadas con fósforo por encima del límite de solubilidad". Los nanosheets o nanoplanchas, hace referencia al apilado por capas de los transistores que se ha utilizado en varios procesos de fabricación avanzados. De hecho, la propia TSMC ya ha declarado que empleará los nanosheets a 2 nm para producir GAAFET. Aquí vemos la relación entre esta investigación con microondas y los futuros nodos a 2 nanómetros de TSMC, pues para los investigadores el resultado ha sido un éxito.
De hecho, según el autor principal del trabajo, James Hwang, este nuevo enfoque del uso del microondas podría permitir a los principales fabricantes como TSMC o Samsung lograr los 2 nanómetros. Por parte del equipo, los científicos van a continuar investigando a pesar de haber conseguido los primeros resultados. Y es que, su proyecto ha recibido mayor financiación y resulta muy interesante para progresar en la carrera de los nanómetros.