Исследователи из США изобрели новый способ формирования сложных трехмерных массивов проводов и соединений на микрочипе с помощью самоорганизующихся блок-сополимеров. Предложенная технология в будущем может использоваться для размещения большего числа электронных компонент на чипах памяти. По мнению ученых, это важный шаг в развитии электроники, т.к. размер электронных компонент продолжает сокращаться в полном соответствии с законами Мура.

Группа ученых из Massachusetts Institute of Technology (США) показала, что

блок-сополимер (а именно, полистирол-полидиметилсилоксан) позволяет сформировать целую группу сложных трехмерных структур на поверхности подложки. Предложенная учеными техника подробно изложена в статье в журнале Advanced Materials.

Она подразумевает использование шаблона из множества небольших «столбиков» из кремния. Исследователи обнаружили, что

с помощью простого изменения расположения этих «столбиков» можно создать богатое разнообразие микродоменных структур на единой подложке. Простейшей структурой является решетка из точек, но с такой же легкостью может быть создана структура из цилиндров, сфер, эллипсоидов или даже двойных цилиндров.

Формирование трехмерной наноструктуры с помощью предложенной методики начинается с построения шаблона из наностолбов на кремниевой подложке с помощью электронной литографии высокого разрешения.

Далее химическими методами полученная поверхность покрывается тонким слоем полистирола, который впоследствии взаимодействует с блок-сополимером, применяемым к поверхности.

Сополимер участвует в процессе самоорганизации шаблона, формируемого на наностобликах.

По словам ученых, процесс работает за счет того, что при покрытии шаблона полимером, один из его компонентов отталкивается от наноколонн. Это приводит к деформации полимера, а затем и к его перестройке на поверхности подложки в более интересные с точки зрения практического применения модели.

Важной особенностью разработанной техники является то, что промежутки между объектами в конечной структуре могут быть меньше, чем оригинальная периодичность блок-сополимеров. Характерный размер объектов, которые могут быть созданы при помощи техники, достаточно малы и составляют порядка 10 – 20 нм.

Это означает, что количество компонент, которые могут быть размещены на единице площади подложки, увеличивается даже по сравнению с такими «классическими» методиками работы с нанообъектами, как фотолитография (в случае фотолитографии характерный размер объектов как минимум на 10 нм больше).

Еще одним преимуществом предложенной технологии является то, что она позволяет производить квадратные и прямоугольные структуры.

Эти формы являются основой большинства микрочипов, но достаточно сложно воспроизводимы при помощи процессов самоорганизации. Как отмечают исследователи,

когда молекулы участвуют в подобных процессах, они естественным образом организуются в гексагональные формы (как соты или массив мыльных пузырей между стеклами). Прямоугольные или квадратные формы для подобных процессов не естественны.

По мнению ученых,

их разработка имеет важное значение для развития электроники, т.к. полностью соответствует эволюции по законам Мура. В ближайшем будущем ученые планируют найти способ разделения полученной структуры и первоначального шаблона, а также переноса структуры на другую подложку.