James Hwang, professore di ricerca presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, a destra, al suo microonde modificato con Gianluca Fabi con in mano un semiconduttore a sinistra. Credito:Ryan Young/Cornell University
Un forno a microonde per uso domestico modificato da un professore di ingegneria della Cornell sta aiutando a preparare la prossima generazione di telefoni cellulari, computer e altri dispositivi elettronici dopo che l'invenzione ha dimostrato di superare una grande sfida affrontata dall'industria dei semiconduttori.
La ricerca è dettagliata in un documento pubblicato in Lettere di Fisica Applicata . L'autore principale è James Hwang, un professore di ricerca nel dipartimento di scienza dei materiali e ingegneria.
Poiché i microchip continuano a ridursi, il silicio deve essere drogato, o miscelato, con concentrazioni più elevate di fosforo per produrre la corrente desiderata. I produttori di semiconduttori si stanno ora avvicinando a un limite critico in cui il riscaldamento dei materiali altamente drogati con i metodi tradizionali non produce più semiconduttori costantemente funzionali.
La Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) ha teorizzato che le microonde potrebbero essere utilizzate per attivare i droganti in eccesso, ma proprio come con i forni a microonde domestici che a volte riscaldano il cibo in modo non uniforme, i precedenti ricotturatori a microonde producevano "onde stazionarie" che impedivano l'attivazione coerente del drogante.
TSMC ha collaborato con Hwang, che ha modificato un forno a microonde per controllare selettivamente dove si verificano le onde stazionarie. Tale precisione consente la corretta attivazione dei droganti senza eccessivo riscaldamento o danneggiamento del cristallo di silicio.
Questa scoperta potrebbe essere utilizzata per produrre materiali semiconduttori ed elettronica che appariranno intorno all'anno 2025, ha affermato Hwang, che ha depositato due brevetti per il prototipo.
"Alcuni produttori stanno attualmente producendo materiali semiconduttori di 3 nanometri", ha affermato Hwang. "Questo nuovo approccio alle microonde può potenzialmente consentire a produttori leader come TSMC e Samsung di ridurre a soli 2 nanometri."
La svolta potrebbe cambiare la geometria dei transistor utilizzati nei microchip. Per più di 20 anni, i transistor sono stati fatti per stare in piedi come le pinne dorsali in modo che più possano essere imballati su ogni microchip, ma i produttori hanno recentemente iniziato a sperimentare una nuova architettura in cui i transistor sono impilati orizzontalmente. I materiali eccessivamente drogati resi possibili dalla ricottura a microonde sarebbero la chiave della nuova architettura. + Esplora ulteriormente
