Исследователи нашли способ повысить плотность чипов

Технологию, предотвращающую старение полупроводниковых чипов, разработали исследователи из университета Южной Флориды, 8 апреля сообщает журнал Advanced Electronic Materials.

Технология позволяет устранить электромиграцию в наноразмерных электронных соединениях, которые широко распространены в современных интегральных схемах. Это было достигнуто путем покрытия медных металлических соединений гексагональным нитридом бора (hBN) — атомарно-тонким изолирующим двумерным материалом, который имеет структуру, аналогичную структуре «чудо-материала» графена.

Электромиграция — это явление, при котором электрический ток, проходящий через проводник, вызывает эрозию материала в атомном масштабе, что в конечном итоге приводит к выходу устройства из строя. Обычная полупроводниковая технология решает эту проблему с помощью барьерного или вкладышевого материала, но это занимает драгоценное место на чипе, которое в противном случае можно было бы использовать для упаковки большего количества транзисторов.

Подход, разработанный в этом исследовании, достигает той же цели, но с использованием тонких материалов — двумерных (2-D) материалов.

«Эта работа открывает новые возможности для исследования межфазных взаимодействий между металлами и двумерными материалами в масштабе Ангстрема. Повышение производительности электронных и полупроводниковых устройств — лишь один из результатов этого исследования. В сочетании с тонкостью hBN это позволяет дополнительно уплотнять интегральные схемы», — сказал один из разработчиков.

Медные нанопровода в микросхемах, защищенные монослоем hBN, показали более чем на 2500% более длительный срок службы устройства и более чем на 20% более высокую плотность тока по сравнению с аналогичными устройствами.

Полученные результаты говорят о том, что можно создавать еще более плотные и энергоэффективные интегральные схемы.