(PhysOrg.com) -- Potrebbe presto essere possibile produrre le minuscole strutture che compongono i transistor ei chip di silicio in modo rapido ed economico. Scienziati svizzeri stanno attualmente studiando l'uso della litografia a stencil dinamica, un metodo recente ma non ancora perfezionato, per la creazione di nanostrutture.

Più veloce, meno caro, e meglio. Questi sono i vantaggi della litografia stencil dinamica, un nuovo modo di fabbricare nanostrutture, come le minuscole strutture sui transistor e sui chip di silicio.

Il principio della tecnica "stencil" per realizzare strutture su scala nanometrica (un milionesimo di millimetro) è semplice:un substrato - un wafer di silicio (Si) o plastica flessibile - è posto in un evaporatore. Sopra c'è uno stencil con aperture, chiamate aperture, dimensioni di circa 100-200 nanometri. Durante l'evaporazione del metallo, lo stencil agisce come una maschera, e solo il metallo che passa attraverso le aperture atterra sul substrato. È così possibile depositare localmente il metallo sul substrato in uno schema molto specifico. Questa precisione è essenziale per il corretto funzionamento dei transistor o di altri componenti elettronici costituiti da queste strutture. “Prendi un pezzo di carta, ritagliare un cerchio al centro. Metti il ​​resto della carta contro il muro, spruzzare il tutto con la vernice, e poi rimuovere lo stencil. Hai un bel circolo. Questo è essenzialmente il principio che stiamo usando, “dice Veronica Savu, che lavora nel Laboratorio di Microsistemi dell'EPFL, guidato dal professor Juergen Brugger. "Usare gli stampini per fare qualcosa non è nuovo, lei continua. Ma essere in grado di farlo su una scala così piccola è una vera sfida scientifica”.

E Savu ha già raccolto la sfida. La sua ricerca è stata evidenziata sulla copertina della rivista scientifica Nanoscala quest'estate. Recentemente ha anche vinto una borsa di studio dal Fondo nazionale svizzero per la scienza per continuare il suo lavoro. Non è soddisfatta della litografia che utilizza uno stencil statico, come sopra descritto, perché impone diversi limiti; ottenere pattern diversi da un unico stencil è impossibile, Per esempio. È interessata alla litografia stencil dinamica (DSL), un nuovo processo che consente design personalizzati utilizzando lo stesso stencil.

“Con una sola apertura, il nostro stencil può essere spostato durante l'evaporazione del metallo, e può disegnare diversi modelli bidimensionali in un'unica operazione, come un quadrato, un cerchio, una linea o una croce. È come scrivere un testo con una matita, ” spiega. “Abbiamo anche dimostrato che è possibile utilizzare questo metodo su un substrato di 100 mm di diametro, la dimensione standard utilizzata nell'industria.” Fino a questo punto, nessuno è riuscito a fare tutto ciò che è necessario per applicare DSL su scala nanometrica nel mondo reale. “Sapevamo dell'ADSL, sulle aperture dello stencil di dimensioni sub-micrometriche, e sull'uso di stampini su campioni di silicio di dimensioni industriali. Ma nessuno era ancora riuscito a riunire tutti quegli elementi in un unico metodo».

La litografia stencil statica o dinamica potrebbe quindi essere utilizzata nell'industria, sostituendo i tradizionali metodi di nanolitografia cosiddetti “basati su resist”. Sono processi complicati e costosi. "L'uso di stencil in modalità statica rappresenta una democratizzazione della nanolitografia:non sono necessari macchinari costosi, solo uno stencil e un evaporatore, ” afferma il professor Brugger.

“Ora, Collaboreremo con il Centro di nanoscienze dell'Università di Basilea per eseguire i test necessari per dimostrare una reale applicazione della litografia a stencil dinamica, ” spiega Veronica Savu. "L'obiettivo è quello di realizzare finalmente transistor funzionali, possibilmente utilizzando grafene o nanofili, come abbiamo già fatto con la litografia stencil statica.”