Les molécules de polymère peuvent être déposées sur des puces informatiques où elles s'organisent en motifs à petite échelle comme celui illustré ici. Crédit :Yeon Sik Jung et Joel Yang.
(PhysOrg.com) -- Alors que les fonctionnalités des puces informatiques deviennent de plus en plus petites, trouver des moyens de fabriquer les puces est devenu un grand défi. Dans une nouvelle étude, des chercheurs du MIT ont démontré que certaines molécules peuvent se déposer sur des puces pour la plupart vides, où ils s'organisent en motifs qui forment les contours de minuscules circuits fonctionnels. Chercheurs Karl Berggren, le professeur agrégé Emanuel E. Landsman de génie électrique, et Caroline Ross, le professeur Toyota de science et d'ingénierie des matériaux, ont publié leur nouvelle méthode dans un récent numéro de Nature Nanotechnologie .
Comme expliqué dans un article de MIT News, le procédé actuellement utilisé pour fabriquer des circuits sur puces - la photolithographie - a très peu évolué au cours des 50 dernières années. La photolithographie consiste à projeter une lumière à travers un masque à motifs sur une couche de matériau photosensible enduite sur la puce informatique. L'exposition à la lumière fait durcir la résine photosensible, et lorsque la zone non durcie est emportée, seule la zone à motifs reste.
Cependant, maintenant que les caractéristiques de la puce sont devenues plus petites que la longueur d'onde de la lumière utilisée dans ce processus, la photolithographie ne peut plus être utilisée. Pour relever ce défi, les chercheurs ont essayé d'utiliser des faisceaux d'électrons au lieu de faisceaux lumineux en raison de leur plus petite longueur d'onde. Cependant, le problème avec la lithographie par faisceau d'électrons est qu'elle prend beaucoup de temps, et donc c'est plus cher. Contrairement à la photolithographie, qui peut exposer une puce entière à la fois avec la lumière, un faisceau d'électrons est plus focalisé et ne peut exposer que de petites zones à la fois, de sorte qu'il doit balayer d'avant en arrière à travers la puce pour couvrir toute la zone.
Dans la nouvelle méthode, Berggren et Ross ont grandement minimisé le besoin de lithographie par faisceau d'électrons, en l'utilisant uniquement pour créer des postes de guidage à motifs clairsemés sur toute la puce. Pour remplir les motifs entre les poteaux, ils ont déposé longtemps, des chaînes répétitives de molécules de polymère qui s'attachent aux poteaux puis s'arrangent selon des motifs spécifiques. Pour obtenir les motifs souhaités, les chercheurs ont utilisé des copolymères, qui sont constitués de deux types différents de molécules de polymère. Les différentes chaînes polymères n'aiment pas se mélanger, pourtant ils sont toujours unis - comme « les personnages joués par Robert De Niro et Charles Grodin dans le film Midnight Run, un chasseur de primes et un criminel en col blanc qui sont menottés ensemble mais ne se supportent pas, ” dans l'analogie de Berggren. En essayant de s'éloigner l'un de l'autre, les polymères s'arrangent en motifs prévisibles.
Plus tard, lorsqu'il est exposé à un plasma, l'un des polymères se transforme en verre trempé, tandis que l'autre brûle. Comme en photolithographie, le polymère de verre pourrait être utilisé comme résine photosensible, qui durcit pour former le motif. En contrôlant différentes caractéristiques - telles que les longueurs de polymère, leurs proportions relatives, et la forme et l'emplacement des poteaux - les chercheurs pourraient produire une variété de modèles spécifiques qui pourraient être utiles pour la conception de circuits.
Avec sa faible dépendance à la lithographie par faisceau d'électrons, la nouvelle méthode pourrait offrir une fabrication rentable dans des domaines autres que les puces informatiques. Par exemple, la technique pourrait être utilisée pour produire des tampons pour créer des motifs magnétiques sur des disques durs, qui sont actuellement produites par lithographie par faisceau d'électrons. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires avant de fabriquer des puces informatiques individuelles avec des molécules auto-assemblées, comme faire en sorte que les molécules forment les motifs exacts nécessaires pour produire des circuits fonctionnels.
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