Nyomtatással készítene chipeket a HP

[News.com/HWSW] A HP több mint tíz éves kutatómunkával fejlesztette ki nyomtatásos litográfiai technológiáját, amely hamarosan tömegtermelésben is bemutatkozhat. Az első vállalat, amely az eljárást sorozargyártásban használja, a Nanolithosolutions, amely egy olyan terméket fejlesztett ki, amivel egy "hagyományos" levilágító berendezés pár perces átalakítás után nyomtatásos litográfiai eszközként használható.

Maratás helyett nyomtatás

A nyomtatásos (imprint) litográfia lényege, hogy a szilíciumlemezen az áramkörök mintázatát nem levilágítással és maratással (fotolitográfia) hozzák létre, hanem nyomtatással: a sablont belepréselik a szubsztrát tetejére feszített vékony polimkerrétegbe, amely aztán az alatta levő szilíciumlemezen létrehozza a vájatokat, ezeket aztán fémmel töltik fel, így hozzák létre a vezetékeket. A HP laboratóriumi körülmények között 15 nanométeres csíkszélességű rajzolatot is létre tudott hozni nyomtatásos litográfiával, a Nanolitosolutions részére licencelt eljárás azonban csak 50 nanométerig használható. Amint az ismert, a jelenleg tömeggyártásban használt legfejlettebb félvezetőipari eljárásokkal 50-65 nanométeres csíkszélességet lehet elérni.

A nyomtatásos litográfia előnye nem csak a relatív kis csíkszélesség, hanem az egyszerű alkalmazhatóság. A HP és a Nanolithosolutions azt állítja, egy hagyományos maszkigazítót könnyen át lehet alakítani úgy, hogy fogadja a nyomtatásos litográfiai modult, így a chipgyártóknak az új eljárás bevezetéséhez nem kell új berendezéseket vásárolniuk. Bob Pi, a Nanolitosolutions táralapítója és elnök-vezérigazgatója szerint a konverzió csupán 10 percet vesz igénybe.

A HP és a Nanolithosolutions várakozásai szerint a technológia olcsósága és egyszerű alkalmazhatósága miatt gyorsan elterjed majd elsősorban a tudományos szférában, vagyis elsősorban kutatólaboratóriumok, egyetemek érdeklődésére számítanak. A Nanolitho által alkalmazott eljárás valójában a technológia negyedik generációját képvisei, a HP ugyanis már több mint 10 éve kísérletezik az áramkörök nyomtatásával. A Nanolitho is többé-kevésbé HP-közeli vállalat, az egyik alapítója a UCLA professzora, Yong Chen, aki korábban a HP Labs alkalmazottja volt. A HP a Nanolithosolutions egyik tulajdonosa.

A litográfiai modul értékesítése mellett a Nanolitho gyártja majd a sablonokat, ami többe kerül a berendezésnél is. A sablonok létrehozásához elektronsugaras litográfiát alkalmaznak majd, amellyel rendkívül pontosan lehet rajzolni, ugyanakkor a folyamat bonyolultsága miatt nem terjedt el a chipgyártásban. Egyelőre arra sem kell számítani, hogy a nyomtatásos litográfia megjelenjen az Intel vagy a Samsung gyáraiban, a félvezetőgyártók ugyanis az óriási volumen miatt csak a jól bevált, bizonyított eljárásokat használják és meglehetősen konzervatívak, ha új technológiákról van szó.

Mi mindenre jó a nyomtatás

A nyomtatópiacot évek óta toronymagasan uraló HP számos fejlesztésének ihletője a nyomtatás. A vállalat képviselője elárulta, a 2005 tavaszán bemutatott, platinavezetékekből és savmolekulákból álló tranzisztor megalkotásához is a nyomtatásos litográfiai fejlesztések szolgáltak alapul. A "crossbar latch" (igen durva fordításban tolózár) struktúra három, 30 nanométer vékony vezetékből áll, amelyek közül az egyik a két másik alatt helyezkedik el. A vezetékeket savmolekulák kapcsolják össze, amelyek elektromos impulzusokat közvetítenek. A molekulákból álló "zárak" elektromos impulzusokkal nyithatók és csukhatók, és attól függően, hogy melyik zár van nyitva, a struktúra állapota 0 vagy 1 lehet.

Szintén a nyomtatásra épít az a 2002-es fejlesztés, amely az áramkörök hűtését hivatott segíteni. A szerkezet egy szelepből -- természetesen az elektromos áramot nem vezető -- hűtőfolyadékot permetez a chip legmelegebb pontjaira, amely a felülettel érintkezve elpárolog, majd egy hőcserélőn keresztül visszajut egy tartályba, ahonnan ismét a chipre permetezik azt. A HP szerint az eljárással akár egész nyomtatott áramköri lapok is hatékonyan hűthetők.