A redução dos processos tecnológicos de produção de chips quase atingiu os limites físicos. O cobre, que provou ser um excelente dispositivo de ligação entre transistores, começou a fornecer resistência crescente à corrente à medida que a seção transversal dos fios foi reduzida ainda mais. Potencialmente, pode ser substituído pelo grafeno. O problema é que as tecnologias modernas para depositar grafeno em chips são incompatíveis com os processos CMOS usados para produção em massa de chips. Talvez tenha sido encontrada uma solução para este problema.
Fonte da imagem: geração AI Kandinsky 3.1/3DNews
As tecnologias propostas anteriormente para deposição de carbono em microcircuitos (transistores) para criar linhas condutoras de grafeno envolvem o uso de altas temperaturas – de 400 °C e acima. Tais temperaturas são prejudiciais para os transistores de silício fabricados com tecnologia CMOS. É necessário um método diferente de aplicação de grafeno a um chip, e esse método foi inventado pela empresa americana Destination 2D. Vale ressaltar que o consultor científico do Destination 2D é Konstantin Novoselov, um dos ganhadores do Prêmio Nobel de Física de 2010 e coautor da pesquisa que levou à descoberta do grafeno em 2004.
A tecnologia proposta pela Destination 2D para aplicação de grafeno em chips é realizada em ambiente gasoso sob pressão de 410 a 550 kPa. A deposição não ocorre em um chip “nu”, mas em um filme de níquel previamente depositado no cristal. O níquel atua como material consumível e é posteriormente removido da superfície do cristal. A introdução desta etapa no processo técnico permitiu reduzir a temperatura de deposição do grafeno para 300 °C aceitável para CMOS. Nessa temperatura, as estruturas do transistor no chip não são destruídas e o padrão de conexão é formado com grafeno.
Além disso, os pesquisadores do Destination 2D resolveram o problema de aumentar as propriedades condutoras do grafeno. Alega-se que o método especial da empresa para dopar o grafeno – o método de intercalação – o torna 100 vezes mais condutivo que o cobre. Isso permite manter e até aumentar a densidade de corrente à medida que o tamanho dos transistores diminui, o que significa que ainda é possível aumentar a densidade de sua colocação no chip. Além disso, os desenvolvedores afirmam que, graças à intercalação, a condutividade do grafeno aumenta à medida que o tamanho dos elementos diminui, o que dá a oportunidade de estender a operação da lei de Moore por mais vários anos.
A gestão da Destination 2D acredita que não demorará muito para que o processo de grafeno que propõem seja introduzido na produção de microcircuitos avançados. A empresa está colaborando ativamente com vários fabricantes de chips para aproximar esse ponto.