Per realizzare chip per computer, i tecnologi di tutto il mondo si affidano alla deposizione di strati atomici (ALD), che può creare pellicole sottili quanto un atomo. Le aziende usano comunemente ALD per fare Semiconduttore dispositivi, ma ha anche applicazioni in celle solari, batterie al litio e altri campi legati all'energia.
Oggi, i produttori si affidano sempre più all'ALD per realizzare nuovi tipi di pellicole, ma capire come modificare il processo per ogni nuovo materiale richiede tempo.
Parte del problema è che i ricercatori utilizzano principalmente prove ed errori per identificare le condizioni di crescita ottimali. Ma uno studio pubblicato di recente, uno dei primi in questo campo scientifico, suggerisce che l'uso dell'intelligenza artificiale (AI) può essere più efficiente.
Nel Materiali e interfacce applicate ACS studio, i ricercatori dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) descrivono molteplici approcci basati sull'intelligenza artificiale per ottimizzare i processi ALD in modo autonomo. Il loro lavoro descrive in dettaglio i punti di forza e di debolezza relativi di ciascun approccio, nonché le intuizioni che possono essere utilizzate per sviluppare nuovi processi in modo più efficiente ed economico.
Tutti questi algoritmi forniscono un modo molto più veloce di convergere verso combinazioni ottimali perché non stiamo perdendo tempo a mettere un campione nel reattore, estrarlo, fare misurazioni ecc. come faresti normalmente oggi. Invece hai un loop in tempo reale che si collega al reattore.
All'avanguardia, ma con sfide
Nell'ALD, due diversi vapori chimici, noti come precursori, aderiscono a una superficie, aggiungendo nel processo un sottile strato di pellicola. Tutto questo avviene all'interno di un reattore chimico ed è sequenziale: si aggiunge un precursore che interagisce con la superficie, poi se ne rimuove l'eccesso. Successivamente viene introdotto il secondo precursore, poi rimosso e il processo si ripete. Nella microelettronica, il film sottile ALD potrebbe essere utilizzato per isolare elettricamente i componenti vicini nei transistor su scala nanometrica.
ALD eccelle nella produzione di pellicole precise su nanoscala su superfici 3D complesse come le fosse profonde e strette modellate in wafer di silicio per produrre i chip dei computer di oggi. Ciò ha motivato gli scienziati di tutto il mondo a sviluppare nuovi materiali ALD a film sottile per le future generazioni di semiconduttore dispositivi.