Para fabricar chips de computadora, los tecnólogos de todo el mundo confían en la deposición de capa atómica (ALD), que puede crear películas tan finas como un átomo de espesor. Las empresas suelen utilizar ALD para hacer Semiconductores dispositivos, pero también tiene aplicaciones en células solares, baterías de litio y otros campos relacionados con la energía.
Hoy en día, los fabricantes confían cada vez más en ALD para hacer nuevos tipos de películas, pero descubrir cómo ajustar el proceso para cada nuevo material lleva tiempo.
Parte del problema es que los investigadores utilizan principalmente prueba y error para identificar las condiciones óptimas de crecimiento. Pero un estudio publicado recientemente, uno de los primeros en este campo científico, sugiere que el uso de inteligencia artificial (IA) puede ser más eficiente.
En Materiales e interfaces aplicados ACS En el estudio, los investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) describen múltiples enfoques basados en IA para optimizar los procesos ALD de forma autónoma. Su trabajo detalla las fortalezas y debilidades relativas de cada enfoque, así como los conocimientos que se pueden utilizar para desarrollar nuevos procesos de manera más eficiente y económica.
Todos estos algoritmos proporcionan una forma mucho más rápida de converger a combinaciones óptimas porque no estamos perdiendo tiempo colocando una muestra en el reactor, sacándola, haciendo mediciones, etc. como lo haría normalmente hoy. En su lugar, tiene un bucle en tiempo real que se conecta con el reactor.
Vanguardista, pero con desafíos
En ALD, dos vapores químicos diferentes, conocidos como precursores, se adhieren a una superficie, agregando una capa delgada de película en el proceso. Todo esto sucede dentro de un reactor químico y es secuencial: se agrega un precursor e interactúa con la superficie, luego se elimina cualquier exceso. Posteriormente se introduce el segundo precursor y luego se elimina, y el proceso se repite. En microelectrónica, la película delgada ALD podría usarse para aislar eléctricamente componentes cercanos en transistores a nanoescala.
ALD sobresale en el cultivo de películas a nanoescala precisas en superficies 3D complejas, como las trincheras profundas y estrechas modeladas en obleas de silicio para fabricar los chips de computadora actuales. Esto ha motivado a los científicos de todo el mundo a desarrollar nuevos materiales ALD de película delgada para las generaciones futuras de semiconductor dispositivos.