IBM開發出“自我組裝”技術 制造更為快速芯片

在納米結構中，分子按照物理基本原理以精確的方式進行自我排列。納米結構的“自我組裝”是長時間以來芯片設計商的一個夢想。因為與現有的芯片制造技術比它能夠更為便宜地獲得超微精密“自我組裝”功能。IBM現在的研究人員在使用“自我組裝”生產未來的微芯片方面，已經向前邁出重要一步。
該公司已經宣布了一個嶄新的流程，使用“自我組裝”技術在微芯片中制造讓線路隔開絕緣的真空。早期的結果顯示，這一絕緣技術能夠讓芯片速度提高35%，比沒有真空絕緣技術芯片耗能低15%。該公司預計這一新流程到2009年將被用于半導體工廠。IBM“自我組裝”真空計劃研究員和首席科學家丹尼爾-埃德爾斯坦(Daniel Edelstein)稱，“自我組裝”方法宣告芯片制造進入納米技術時代。埃德爾斯坦稱，更為重要的是IBM的流程被設計適合目前的制造設備和材料。
今天芯片開發的瓶頸之一是在晶體管間傳輸數據用的銅線。由于芯片變小，大約只有70納米寬的這些金屬線需要緊密地結構在一起。但是，這些線路互相間越緊密，他們的電流可能就互相越干擾，從而增大能耗和降低數據傳輸。絕緣能夠提供幫助，但今天的絕緣材料玻璃不能很好地用于未來新生代的芯片。工程師知道真空是較為理想的絕緣體，他們一直在致力于開發方法來構建足夠微小的真空，直徑大約為35納米。但是，目前最先進的制造設備不能夠可靠地生產那樣微小的真空。因而代替方法是，IBM研究員使用一種新類型的聚合體來幫助他們創造這種真空。這種聚合體被灌注在銅線上，而銅線被植入一種絕緣材料。當這種聚合體受熱時，分子彼此分離而形成一個規則排列的納米洞。這些洞被用作模板來將洞列刻入包圍這些銅線的絕緣材料。工程師然后通過這種洞轟開剩余絕緣材料，抽去等離子——電解氣。其后很快的化學清洗對銅線每邊真空進行清潔。
西雅圖的華盛頓大學電機工程教授貝貝克-埃米爾-帕瓦茲（Babak Amir Parviz）說：“我認為這個特別實證對于其它那些致力于“自我組裝”的人來說，是非常令人振奮的，因為他們這變得越來越真實并且正在走向更多的工業應用。”IBM的埃德爾斯坦稱，由于這一新流程把制造方法增加到整個芯片制造工藝中，將會略微提高成本。在一個芯片中有10層金屬線，他預計成本每層將提高1%。埃德爾斯坦稱，一些芯片將被建成單層真空，而其它可能有四層或者更多，這主要取決于消費者需要。IBM打算許可這項技術給它的研究合作者，其中包括AMD、索尼和Freescale Semiconductor。