Эксперимент американских исследователей проводился на слегка модернизированной обычной микроволновой печи. В результате без чрезмерного нагрева материала ученые получили прочный легированный кремний
Легирование — добавление в материал сторонних добавок. В частности, для производства чипов применяется легирование кремния, когда к материалу добавляется фосфор. Смесь этих веществ нагревается до крайне высоких температур, и расплавленный фосфор заполняет структуру кремния.
Чем меньше становятся чипы, тем более легированный кремний требуется для их производства. Однако элемент не резиновый: чем больше он насыщается примесями, тем больше искажается его структура. А это ведет к разрушению материала. Теперь исследователи из Корнеллского инженерного колледжа предложили новый способ производства полупроводников.
Когда-то специалисты крупнейшего в мире тайваньского чипмейкера TSMC предположили, что для повышения растворимости фосфора в кремнии можно использовать микроволны. Однако как и обычные домашние микроволновки, промышленные печи для отжига создают «стоячие волны» — эти колебания одинаково мешают равномерно нагревать еду дома и полупроводники на производстве.
Поэтому ученые модифицировали микроволновую печь таким образом, чтобы выборочно контролировать место появления «стоячих волн». Такая точность позволяет правильно работать с легирующими элементами и не повреждать кремниевый кристалл.
Эксперимент с бытовой микроволновкой в будущем позволит производить 2-нанометровые чипы. Ожидается, что первые подобные устройства появятся уже в 2025 году.