IT История

Производители микросхем постоянно разрабатывают технологии, позволяющие создавать микрочипы с как можно меньшим размером отдельного транзистора. Но по мере уменьшения размеров одного транзистора производство таких микросхем становится все более сложным и дорогим. Исследователи компании IBM предложили использовать молекулы ДНК в технологии производства микросхем.

Для расположения проводников и транзисторов на подложке в настоящее время в микроэлектронике используется технология фотолитографии. Фотолитография - метод получения рисунка на тонкой плёнке материала, который широко используется в микроэлектронике и в полиграфии.

Это основная технология, которая используется в производстве полупроводниковых приборов. Для получения рисунка используется свет определённой длины волны. Минимальный размер деталей рисунка - половина длины волны (определяется дифракционным пределом).

Нынешняя технология использует свет для переноса схемы при производстве чипов. По словам исследователей, фотолитография в теории позволяет достичь размера элемента микросхемы в 22 нанометра. Пока выпускаются микросхемы, созданные с использованием 45-нанометрового технологического процесса.

Предложенная исследователями из IBM совместно с учеными из Калифорнийского технологического института схема предполагает укладку на кремниевую подложку отдельных молекул ДНК и использование их в качестве шаблонов для сборки электронных компонентов. Размеры ДНК-элементов при этом могут составлять всего от четырех до шести нанометров.

Теперь IBM приступила к практическим экспериментам с молекулами ДНК, исследуя их способность к самоорганизации. Ученые пытаются преодолеть физические ограничения технологии фотолитографии, применяемой сегодня для производства микросхем.

Новая технология основана на исследованиях Пола Ротмунда, ученого из Калифорнийского технологического института. Несколько лет назад он обнаружил, что молекулы ДНК можно заставить складываться в простые геометрические формы - треугольники, квадраты и звезды. Ученый называет эти фигуры оригами из ДНК .

Исследователи IBM хотят создать интегральные микросхемы из наночастиц, которые станут основой для мощных чипов будущего. Для начала по традиционной технологии фотолитографии изготавливается кремниевая пластина - заготовка для будущих чипов. Потом эта пластина помещается в раствор молекул ДНК, которые в соответствии с заданным шаблоном формируют миниатюрные треугольники и квадраты.

Специалисты IBM совместно с Ротмундом нашли способ наслаивать на эти строительные леса миллионы наночастиц и нанотрубок, которые станут транзисторами и проводниками будущего чипа.

Способность молекул ДНК к самоорганизации является ключом к достижению гораздо большей, чем сегодня, точности в создании интегральных микросхем, говорит исследователь из IBM Грег Уолраф. Благодаря новой технологии ученые надеются в будущем перейти к техпроцессу с размером элемента менее 22 нанометров.

Новая технология обещает быть перспективной, но доведение её до рабочего состояния потребует, по оценкам ученых, от 10 до 20 лет.