Исследователи из Национального Института Стандартов и Технологий (NIST) сообщили о своих результатах в оценке оптимальных свойств структурных особенностей пористых пленок, являющихся изоляторами для ультратонких металлических проводов, которые еще плотнее соединят миллионы микропроцессоров будущего и еще больше увеличат частоту компьютерного процессора.

На встрече Американского Химического Общества в Бостоне исследователи сообщили, что в ближайшем будущем их разработки нанопористой пленки помогут изготовителям транзисторов и тем, кто их использует при производстве электроники, сократить в длине и без того уже миниатюрные микропровода в цепи микропроцессоров следующего поколения.

Микропроцессоры являются мозгом компьютеров и других микроэлектронных устройств.

Чтобы увеличивать скорость (частоту) процессора, изготовители транзисторов стремятся уменьшать размеры самих чипов. Однако сокращение размеров наталкивается на проблемы возникновения электрических помех между соседними схемными элементами, что заставляет развивать и улучшать изоляционные материалы. Текущие изоляционные материалы типа кремниевого диоксида и фторированного силикатного стекла приближаются к своим пределам защиты, поскольку соседние схемные элементы и без того уже расположены очень близко друг к другу на микросхеме чипа.

Чтобы подготовить лучшие изоляционные пленки, требуется развитие и получение новых материалов, пленки насыщают очень маленькими отверстиями, которые не более 5 миллимикрон в диаметре. Но уменьшение размера дырок меньше миллимикрона понижает диэлектрические свойства материала. Воздух - идеальный изолятор и имеет постоянные диэлектрические свойства, близкие к 1. Кремниевый диоксид и фторированное силикатное стекло, напротив, имеют диэлектрические показатели на уровне 4.2 и 3.7, соответственно.

В течение нескольких лет команда ученых Национального Института Стандартов и Технологий осуществила множество исследований, чтобы охарактеризовать оптимальный потенциал вышеупомянутых нанопор в изоляторах.

Если Вы представляете себе дырки "Швейцарского сыра" как аналогию поронасыщения в развитии новых изоляторов, то это несколько неточная картина в восприятии того, какими должны быть поры и как размещаться. ?Безусловно, пронизывая материал крошечными отверстиями, мы понижаем его ценность как диэлектрика, но при этом и изменяем другие важные свойства уже в лучшую сторону. Идеальная замена для кремниевого диоксида обеспечила бы желательный уровень изоляции, не ставя под угрозу свойства изолятора?, объясняют ученые. ?Чем более полно мы сможем охарактеризовать структуру и свойства нанопор этих материалов, тем более перспективным станет конечный продукт ? новый изолятор.?

Анализ собранной информации позволил сделать вывод о том, что дальнейшие исследования по оценке оптимальных нанопор в изоляторе должны проводиться на базе нейтронных измерений. Новая нейтронная техника может обнаружить неоднородность размером в 1 миллимикрон в составе матрицы.

Конечный результат получения оптимального изолятора с нанопорами еще долог и потребует не одного года исследований. Ведь только одна процедура изучения одного образца отнимает три-четыре дня. А проанализировать их нужно не одну тысячу.

Цель исследовательской команды состоит в том, чтобы развить более простой метод поиска оптимальных изоляторов, который привел бы ученых к получению конечного результата быстрее и дешевле.

Информация для контакта:

Contact: Mark Bellomailto:mark.bello@nist.gov, (301) 975-3776, NIST 2002-12