ในการผลิตชิปคอมพิวเตอร์ นักเทคโนโลยีทั่วโลกพึ่งพาการทับถมของชั้นอะตอม (ALD) ซึ่งสามารถสร้างฟิล์มได้ละเอียดพอๆ กับความหนาเพียงอะตอมเดียว ธุรกิจมักใช้ ALD เพื่อสร้าง สารกึ่งตัวนำ อุปกรณ์ต่างๆ แต่ก็มีการใช้งานในเซลล์แสงอาทิตย์ แบตเตอรี่ลิเธียม และด้านอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับพลังงาน
ทุกวันนี้ ผู้ผลิตพึ่งพา ALD มากขึ้นเรื่อยๆ ในการสร้างภาพยนตร์ประเภทใหม่ แต่การหาวิธีปรับแต่งกระบวนการสำหรับวัสดุใหม่แต่ละประเภทต้องใช้เวลา
ส่วนหนึ่งของปัญหาคือนักวิจัยใช้การลองผิดลองถูกเป็นหลักในการระบุสภาวะการเจริญเติบโตที่เหมาะสม แต่ผลการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งเป็นหนึ่งในงานวิจัยชิ้นแรกๆ ในสาขาวิทยาศาสตร์นี้ ชี้ให้เห็นว่าการใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) จะมีประสิทธิภาพมากกว่า
ตัว Vortex Indicator ได้ถูกนำเสนอลงในนิตยสาร ACS Applied Materials & Interfaces การศึกษา นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne ของกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) ได้อธิบายวิธีการต่างๆ ที่ใช้ AI ในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ ALD ด้วยตนเอง งานของพวกเขาให้รายละเอียดจุดแข็งและจุดอ่อนที่สัมพันธ์กันของแต่ละแนวทางตลอดจนข้อมูลเชิงลึกที่สามารถนำไปใช้ในการพัฒนากระบวนการใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและประหยัดมากขึ้น
อัลกอริธึมทั้งหมดเหล่านี้เป็นวิธีที่เร็วกว่ามากในการบรรจบกันเป็นชุดค่าผสมที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากเราไม่ได้ใช้เวลาใส่ตัวอย่างในเครื่องปฏิกรณ์ นำออก ทำการวัด ฯลฯ อย่างที่คุณทำตามปกติในปัจจุบัน แต่คุณมีลูปเรียลไทม์ที่เชื่อมต่อกับเครื่องปฏิกรณ์แทน
ล้ำสมัยแต่มีความท้าทาย
ใน ALD ไอสารเคมีสองชนิดที่แตกต่างกันหรือที่เรียกว่าสารตั้งต้นจะเกาะติดกับพื้นผิว โดยเพิ่มชั้นฟิล์มบางๆ ในกระบวนการ ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นภายในเครื่องปฏิกรณ์เคมีและเป็นลำดับ: สารตั้งต้นหนึ่งตัวถูกเพิ่มเข้าไปและทำปฏิกิริยากับพื้นผิว จากนั้นส่วนเกินจะถูกลบออก หลังจากนั้นก็มีการแนะนำสารตั้งต้นที่สองแล้วจึงนำออกในภายหลังและกระบวนการจะทำซ้ำ ในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ อาจใช้ฟิล์มบางของ ALD เพื่อฉนวนไฟฟ้าส่วนประกอบใกล้เคียงในทรานซิสเตอร์ระดับนาโน
ALD เชี่ยวชาญด้านการปลูกฟิล์มระดับนาโนที่แม่นยำบนพื้นผิว 3 มิติที่ซับซ้อน เช่น ร่องลึกและแคบที่มีลวดลายเป็นแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์เพื่อผลิตชิปคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน สิ่งนี้ได้กระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกพัฒนาวัสดุ ALD แบบฟิล์มบางแบบใหม่สำหรับคนรุ่นต่อไปของ สารกึ่งตัวนำ อุปกรณ์