Uhlíkové nanotrubice skýtají z hlediska výroby čipů podobné přísliby jako použití grafenu. Díky skvělé vodivosti mohou elektrony těmito molekulami ‚cestovat‘ mnohem rychleji a s menším odporem. Navíc jsou tyto molekuly vhodné coby stavební materiál pro tranzistory v skutečně malém měřítku, blížícím se již rozměru atomů. IBM se jimi zabývá dlouhodobě, informovali jsme například o jejich experimentálním uhlíkovém tranzistoru velikém pouhých 9 nm.
Jak už tomu ale bývá, reálná aplikace tohoto materiálu vůbec není jednoduchá. Pro masovou výrobu je v prvé řadě třeba zajistit dostatečnou čistotu materiálu. Další překážkou na řadě pak není nic menšího než vyrobené nanotrubice nějak naskládat a se správnou orientací uchytit na patřičná místa, a to ve vysokých počtech, potřebných k výrobě celého čipu.
Právě tyto překážky se vědcům z IBM podařilo překonat. Na křemíkovém waferu (křemík byl stále použit jako podkladová vrstva) se jim podařilo zdárně vybudovat kompletní čipy sestávající z více jak 10 000 tranzistorů (do tohoto rozpočtu by se teoreticky vešel třeba Intel 8080, Zilog Z80 nebo MOS 6502). Navíc se podařilo i otestovat fungování těchto uhlíkových čipů. Vědci si ale nejvíce považují skutečnosti, že použitý postup je kompatibilní s metodami, jakými jsou čipy masově vyráběny již dnes. Přechod na tuto technologii tedy nepotřebuje nějaké radikální změny, a dokonce se prý obejde bez použití exotičtějších chemikálií.
Jak se tedy podařilo dostat nanotrubice pod kontrolu? Tyto molekuly jsou nejprve rozpuštěny v roztoku s povrchově aktivní látkou, což připraví podmínky pro jejich aplikaci. Jejich zformování do potřebných struktur je zajištěno v podstatě postaru, optickou litografií. Tou se na křemíkový wafer „nakreslí“ oblasti, na něž je třeba trubičky nanést, Tato místa jsou pokryta oxidem hafničitým, zatímco zbytek povrchu je tvořen oxidem křemičitým.
Takto připravený substrát je ponořen do oné nanotrubicové polévky. Nanotrubice nereagují s oxidem křemičitým, naváží se ale na plochy či proužky, pokryté oxidem hafničitým. Vytvarují tak uhlíkové struktury přesně v místech, narýsovaných předchozí optickou litografií. Tímto procesem jsou nanotrubicové tranzistory hotové.
Z laického pohledu zní uvedený postup poměrně nadějně. Doufejme tedy, že se v jeho aplikaci nevyskytne nějaký zádrhel, a přinese nám v příštích letech užitek. Přestup na uhlíkové tranzistory si ovšem asi vynutí až 5nm či ještě pozdější výrobní procesy v horizontu nějakých deseti let. TSMC již dnes plánuje 7nm výrobu, Intel zveřejnil plány na 5 nm; obě firmy se zřejmě budou držet křemíku dokud to bude možné, aby se vyhnuly zbytečným rizikům.
Zdroj: IBM
ČLÁNKY DO MAILU