Científicos de la Universidad Johns Hopkins, en EEUU, descubrieron una forma de construir microchips tan pequeños que son casi invisibles
Investigadores de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos, identificaron una serie de nuevos materiales y desarrollaron una nueva técnica que podría acelerar la carrera por producir microchips más pequeños, rápidos y asequibles. Estos chips alimentan prácticamente todos los aspectos de la vida moderna, desde teléfonos inteligentes y electrodomésticos hasta automóviles y aviones.
Los científicos demostraron cómo construir circuitos tan pequeños que no pueden ser vistos por el ojo humano, utilizando un método diseñado para ser altamente preciso y rentable para la producción a gran escala.
“Las empresas tienen sus propias hojas de ruta sobre dónde quieren estar en 10 a 20 años y más”, afirmó Michael Tsapatsis, profesor distinguido de Bloomberg de ingeniería química y biomolecular en la Universidad Johns Hopkins. “Un obstáculo ha sido encontrar un proceso para crear características más pequeñas en una línea de producción donde se irradie materiales con rapidez y precisión absoluta para que el proceso sea rentable”.
Según Tsapatsis, los láseres avanzados necesarios para grabar patrones a estas escalas extremadamente pequeñas ya están disponibles. La pieza faltante eran los materiales y métodos adecuados que pudieran satisfacer la demanda de microchips cada vez más pequeños.
Los microchips son piezas planas de silicio con circuitos impresos que ejecutan funciones básicas. Durante la producción, los fabricantes recubren las obleas de silicio con un material sensible a la radiación para crear una capa muy fina llamada “resina”. Cuando un haz de radiación se dirige a la resina, se desencadena una reacción química que quema detalles en la oblea, dibujando patrones y circuitos.
Sin embargo, los rayos de radiación de mayor potencia que se necesitan para crear detalles cada vez más pequeños en los chips no interactúan con suficiente fuerza con las resistencias tradicionales. Descubrieron que las resinas fabricadas con una nueva clase de compuestos metalorgánicos pueden adaptarse a ese proceso de radiación de mayor potencia, denominado “más allá de la radiación ultravioleta extrema” (B-EUV), que tiene el potencial de generar detalles más pequeños que el tamaño estándar actual de 10 nanómetros.
Metales como el zinc absorben la luz B-EUV y generan electrones que provocan las transformaciones químicas necesarias para imprimir patrones de circuitos en un material orgánico llamado imidazol. Esta investigación marca una de las primeras veces que los científicos han podido depositar estas resinas metalorgánicas basadas en imidazol a partir de una solución a escala de oblea de silicio, controlando su espesor con precisión nanométrica.
Para desarrollar la química necesaria para recubrir la oblea de silicio con los materiales metalorgánicos, el equipo combinó experimentos y modelos de la Universidad Johns Hopkins, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China Oriental, la Escuela Politécnica Federal de Lausana, la Universidad de Soochow, el Laboratorio Nacional de Brookhaven y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. La nueva metodología, denominada deposición química líquida (CLD), puede diseñarse con precisión y permite a los investigadores explorar rápidamente diversas combinaciones de metales e imidazoles.
