(Phys.org) -- Quando si cerca la tecnologia per aumentare la velocità del computer e migliorare la densità della memoria, le cose migliori arrivano nelle confezioni più piccole.

Un movimento incessante verso semiconduttori più piccoli e definiti con maggiore precisione ha spinto i ricercatori dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) a sviluppare una nuova tecnica in grado di migliorare notevolmente l'efficienza e ridurre i costi di preparazione di diverse classi di materiali semiconduttori.

La nuova scoperta soddisfa determinati requisiti della "tabella di marcia" internazionale dei semiconduttori fino al 2022, superando i dieci anni di progresso previsti con una singola serie di esperimenti.

La maggior parte dei modelli di semiconduttori sono attualmente realizzati utilizzando un processo noto come fotolitografia, in cui porzioni di un film sottile vengono rimosse selettivamente per creare un motivo. Il modello in questo film, noto come resistenza, viene inciso nel semiconduttore mediante esposizione a un gas ionizzato. Questo gas incide anche il resist stesso, riducendo il numero di volte in cui il film può essere utilizzato. I resist particolarmente durevoli sono conosciuti come maschere dure.

La spinta a creare componenti semiconduttori sempre più piccoli è spesso limitata da un fenomeno noto come collasso del dominio, ha detto il nanoscienziato di Argonne Seth Darling. La litografia convenzionale, la tecnica utilizzata per creare motivi nei materiali, tenta di creare elementi separati come i denti di un pettine. Però, le fessure del resist troppo profonde tendono a collassare verso l'interno, che rende il materiale inutilizzabile.

“Gli ingegneri hanno provato molti modi per evitare questo crollo, ma l'industria vi si scontra costantemente, "Cara ha detto.

Nel 2010, Darling e i suoi colleghi hanno sviluppato una tecnica nota come sintesi di infiltrazione sequenziale (SIS), che utilizzava i gas per far crescere materiali inorganici duri all'interno di un film di polimero morbido. Il lavoro è stato supportato dal DOE Office of Science attraverso il Center for Nanoscale Materials di Argonne e l'Argonne-Northwestern Solar Energy Research Center.

Uno dei vantaggi più notevoli del SIS è che elimina la necessità di maschere rigide nella fotolitografia, secondo Tesoro. “Le maschere rigide sono una vera seccatura quando si tratta di lavorazione dei semiconduttori:sono costose, complicato, ridurre la qualità del modello e aggiungere ulteriori passaggi, ” ha detto.

Secondo tesoro, la sintesi di infiltrazione sequenziale è già stata identificata dalle principali aziende di semiconduttori come una tecnologia con il potenziale per superare diversi limiti.

In un recente esperimento, Darling e i suoi colleghi di Argonne hanno dimostrato che il SIS può effettivamente eliminare il collasso del modello, consentendo la fabbricazione di materiali che hanno modelli con "rapporti d'aspetto" più elevati ” che misura l'altezza di un elemento diviso per la sua larghezza.

Parlando in generale, la litografia cerca di creare motivi con proporzioni più elevate utilizzando il minor numero possibile di resistenze. “Di solito, è necessario un certo spessore del resist affinché il processo funzioni, "Cara ha detto. "Questo nuovo processo ci consente di eliminare gran parte di questo problema".

“Uno dei maggiori vantaggi di questo nuovo studio è che abbiamo mostrato la possibilità di utilizzare il SIS per la fotolitografia, che è uno dei processi più importanti dal punto di vista industriale, "Cara ha detto. “Poiché c'è sempre più richiesta di elettronica migliore, le dimensioni di questi semiconduttori devono continuare a ridursi sempre più, e diventa molto più importante per noi soddisfare e superare i parametri di riferimento che ci siamo prefissati".