Pour fabriquer des puces informatiques, les technologues du monde entier s'appuient sur le dépôt de couche atomique (ALD), qui peut créer des films aussi fins qu'un atome d'épaisseur. Les entreprises utilisent couramment ALD pour Semi-conducteurs dispositifs, mais il a également des applications dans les cellules solaires, les batteries au lithium et d'autres domaines liés à l'énergie.
Aujourd'hui, les fabricants s'appuient de plus en plus sur ALD pour fabriquer de nouveaux types de films, mais trouver comment peaufiner le processus pour chaque nouveau matériau prend du temps.
Une partie du problème est que les chercheurs utilisent principalement des essais et des erreurs pour identifier les conditions de croissance optimales. Mais une étude récemment publiée, l'une des premières dans ce domaine scientifique, suggère que l'utilisation de l'intelligence artificielle (IA) peut être plus efficace.
Dans le Matériaux appliqués et interfaces ACS étude, des chercheurs du laboratoire national d'Argonne du département américain de l'Énergie (DOE) décrivent plusieurs approches basées sur l'IA pour optimiser les processus ALD de manière autonome. Leur travail détaille les forces et les faiblesses relatives de chaque approche, ainsi que des informations qui peuvent être utilisées pour développer de nouveaux processus de manière plus efficace et économique.
Tous ces algorithmes offrent un moyen beaucoup plus rapide de converger vers des combinaisons optimales, car nous ne perdons pas de temps à mettre un échantillon dans le réacteur, à le retirer, à effectuer des mesures, etc. comme vous le feriez généralement aujourd'hui. Au lieu de cela, vous avez une boucle en temps réel qui se connecte au réacteur.
À la pointe de la technologie, mais avec des défis
Dans l'ALD, deux vapeurs chimiques différentes, appelées précurseurs, adhèrent à une surface, ajoutant une fine couche de film dans le processus. Tout cela se passe à l'intérieur d'un réacteur chimique et est séquentiel : un précurseur est ajouté et interagit avec la surface, puis tout excès est éliminé. Ensuite, le deuxième précurseur est introduit puis retiré plus tard, et le processus se répète. En microélectronique, le film mince ALD pourrait être utilisé pour isoler électriquement des composants voisins dans des transistors à l'échelle nanométrique.
ALD excelle dans la croissance de films nanométriques précis sur des surfaces 3D complexes telles que les tranchées profondes et étroites modelées dans des plaquettes de silicium pour fabriquer les puces informatiques d'aujourd'hui. Cela a motivé les scientifiques du monde entier à développer de nouveaux matériaux ALD à couche mince pour les futures générations de semi-conducteur dispositifs.