Naukowcy i inżynierowie zatrudnieni w przemyśle, na uczelniach i w rządowych laboratoriach w USA i Europie współpracują ze sobą w celu rozwiązania tego i innych problemów, które trzeba pokonać, zanim fotolitografia bardzo głębokiego ultrafioletu zostanie zastosowana w praktyce. Do tego czasu przemysł musi zadowolić się dostępnymi dziś rozwiązaniami i pozostać przy długości bramki tranzystora rzędu 50 nm. Odwzorowywanie na płytce podłożowej kształtu figur zdefiniowanych na maskach w procesie fotolitografii jest tylko jednym z wielu kroków koniecznych do wytworzenia tranzystorów i ścieżek. Technolodzy muszą znaleźć sposoby usunięcia naświetlonej (czyli nieutrwalonej) emulsji fotoczulej, a także takiego trawienia odsłoniętych obszarów płytki, które nie uszkodziłyby przy okazji tych fragmentów, które mają pozostać nienaruszone. Ale to jeszcze nie wszystko. Po trawieniu trzeba usunąć utrwaloną emulsję i pozostałe zabrudzenia, co z pozoru jest czynnością prozaiczną, ale urasta do rangi problemu przy zmniejszających się wymiarach tranzystorów.

Trudność polega na tym, że przy nanometrowych wymiarach poszczególnych fragmentów wytwarzanej struktury wygląda ona niczym miniaturowe centrum metropolii, usiane drapaczami chmur i poprzecinane szczelinami ulic. W tej skali zwykle środki czyszczące zadziałałyby jak tsunami, wywracając te nanowieżowce. Nawet jeśli udałoby się uniknąć katastrofy to zwykłe ciecze mają zbyt dużą lepkość i ich cząsteczki utknęłyby w zakamarkach nanostruktury. Pomysłowe rozwiązanie tego problemu pojawiło się w latach dziewięćdziesiątych w Los Alamos National Laboratory. Są nim mianowicie płyny nadkrytyczne. Idea polega na tym, aby użyć ditlenku węgla pod odpowiednio zwiększonym ciśnieniem i temperaturą, które odpowiadają punktowi powyżej punktu krytycznego. W stanie tym płyn wykazuje zarówno cechy gazu, jak i cieczy: zachowuje niską lepkość gazu, ale jest rozpuszczalnikiem. Tak więc nadkrytyczny CO, przepływa łatwo przez meandry nanostruktury i usuwa pozostałości po trawieniu. (To nie przypadek, że nadkrytyczny ditlenek węgla stał się ostatnio popularnym środkiem do prania na sucho).

Połączony z odpowiednim rozpuszczalnikiem, nadkrytyczny C02 bardzo skutecznie wymywa resztki utrwalonej emulsji. Co więcej, po zakończonym czyszczeniu nadkrytyczny płyn daje się łatwo usunąć: wystarczy obniżyć ciśnienie do poziomu ciśnienia atmosferycznego i pozwolić ditlenkowi, jak każdemu skroplonemu gazowi, wyparować. Kiedy płytka podłożowa zostanie oczyszczona i wysuszona w wyżej opisany sposób, nadchodzi pora na uformowanie drenu i źródła tranzystora. Są to obszary przeciwnego typu przewodnictwa niż podłoże, umieszczone z obu stron bramki. Jeśli przyjmiemy, że tranzystor pracuje jak przełącznik, to źródło i dren można porównać do zacisków tego przełącznika, pomiędzy którymi popłynie (lub nie) prąd, zależnie od wartości napięcia przyłożonego do elektrody bramki. Dren i źródło powstają przez selektywne wprowadzenie do podłoża niewielkich ilości atomów domieszki (zwykle jest to arsen lub bor), które wbudowując się w strukturę krystaliczną podłoża, zmieniają w tym obszarze typ przewodnictwa (np. jeśli podłoże jest typu p, to dren i źródło muszą być typu n).



Tagi: system, szkoła, satelita

Podział strony