Нанотрубки обеспечат электрический контакт между компонентами микросхем

Производители микросхем подошли к пределу дальнейшего уменьшения размеров электрических проводников, соединяющих друг с другом различные компоненты одного кремниевого чипа. Стало ясно, что необходимо использовать принципиально новые технологии. Решение пр В настоящее время электрические соединения в чипах обеспечиваются с помощью тончайших медных проводников. При высокой плотности электрического тока, проходящего по ним, начинается диффузия атомов металла, что может в итоге привести к разрушению электрического контакта. Электропроводность сверхмалых проводников также значительно снижается вследствие рассеяния электронов на поверхности проводника и на гранях зерен металла, составляющих эти проводники.

Ученые из исследовательского центра НАСА им. Эймса в г. Моффетт-Филд (Калифорния) под руководством Юн Ли (Jun Li) научились выращивать вертикальные нанотрубки на требуемом участке кремниевой подложки, а затем окружать их изолирующим слоем из двуокиси углерода, в результате чего образуется электропроводящий канал.

Обычно для создания таких каналов в уже существующей пленке вещества-изолятора в результате процесса травления проделывается отверстие, которое потом заполняется металлическим проводником. Однако по мере уменьшения размеров все сложнее становится выдерживать постоянные размеры отверстия, к тому же заполнение каналов металлом также становится все более сложным делом.

Группа Ли решила воспроизвести обратный процесс - вместо того, чтобы прорезать отверстия и вводить в них металлический проводник, исследователи сначала вырастили проводники, а уж потом заполнили изолятором пространство между ними.

Для этого поверхность кремниевой пластины сначала покрыли тонким слоем хрома. На него наложили шаблон в виде "островков" из никеля, выступающего в роли катализатора. Затем из содержащего углерод газа в процессе его осаждения в электрическом поле были выращены нанотрубки (электрическое поле обеспечивало вертикальный рост нанотрубок). В результате образовались нанотрубки длиной порядка 10 нанометров и 30-200 нанометров толщиной. После этого пространство между нанотрубками было заполнено кремнием, который также осаждался из паровой фазы. Кремний полностью покрыл поверхность, так что самый верхний его слой пришлось снять, чтобы добраться до концов нанотрубок. У компактного пакета из нанотрубок размером 250 на 500 нанометров сопротивление оказалось малым - вполне достаточным для того, чтобы обеспечить надежный электрический контакт.

Источник: по материалам Nature.