Minder dan 1 nm: Nieuwe technologie maakt minuscule chips mogelijk
Hoe klein iets gebouwd kan worden, hangt af van hoe klein de bijbehorende bouwstenen zijn. Een siliciumatoom meet bijvoorbeeld 117 picometer of 0,000000000117 meter. Dat is niet veel, maar de huidige kleinste resolutie van het 3-nanometer productieproces is slechts 26 keer deze waarde.
Op een gegeven moment wordt de structuur dus te fijn om een betrouwbare structuur voor een transistor te garanderen. Een onderzoeksgroep van het Institute for Basic Science in Daejeon, Zuid-Korea, is er desondanks in geslaagd om met behulp van een nieuwe aanpak verschillende generaties chipontwikkeling over te slaan.
Momenteel wordt de gewenste structuur door middel van fotolithografie stapsgewijs in flinterdunne lagen op lichtgevoelige oppervlakken geprint. Dit is echter alleen mogelijk met een dikte van enkele atomen.
Om de technische beperkingen van het lithografieproces te omzeilen, wordt in plaats daarvan het defect in een kristalstructuur als poort gebruikt. De onderzoekers vonden wat ze zochten tussen gespiegelde structuren van tweedimensionale molybdeendisulfidekristallen.
Dit is precies waar een eendimensionale opening van slechts 0,4 nanometer, oftewel 400 picometer of nauwelijks meer dan drie siliciumatomen, ontstaat. Door een dergelijke structuur molecuul voor molecuul op te bouwen, was het mogelijk om deze bijna tien keer kleiner te maken dan voorheen mogelijk was.
Op basis van deze grootte kon een transistor met een lengte van 3,9 nanometer worden gebouwd, zij het momenteel alleen in theorie. Dit komt overeen met een zesde van het 3-nanometer fabricageproces, of een dertigste van het oppervlak.
Afhankelijk van wanneer een technische implementatie kan worden bereikt, zou het tijdschema voor de ontwikkeling van chips een grote impuls kunnen krijgen. Terwijl 2 nanometer in 2025 bereikt zou moeten zijn, werd aangenomen dat een resolutie van 0,5 nanometer pas in 2037 bereikt zou kunnen worden.
De Wet van Moore zou dus nog geruime tijd van toepassing kunnen blijven.
Bron(nen)
