Để chế tạo chip máy tính, các nhà công nghệ trên khắp thế giới dựa vào phương pháp lắng đọng lớp nguyên tử (ALD), phương pháp này có thể tạo ra những màng mỏng có độ dày bằng một nguyên tử. Các doanh nghiệp thường sử dụng ALD để thực hiện Semiconductor nhưng nó cũng có ứng dụng trong pin mặt trời, pin lithium và các lĩnh vực liên quan đến năng lượng khác.
Ngày nay, các nhà sản xuất ngày càng dựa vào ALD để tạo ra các loại phim mới, nhưng việc tìm ra cách điều chỉnh quy trình cho từng loại vật liệu mới cần có thời gian.
Một phần của vấn đề là các nhà nghiên cứu chủ yếu sử dụng phương pháp thử và sai để xác định các điều kiện tăng trưởng tối ưu. Nhưng một nghiên cứu được công bố gần đây—một trong những nghiên cứu đầu tiên trong lĩnh vực khoa học này—cho thấy rằng việc sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) có thể hiệu quả hơn.
Trong tạp chí Vật liệu & Giao diện Ứng dụng ACS nghiên cứu, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) mô tả nhiều phương pháp tiếp cận dựa trên AI để tối ưu hóa các quy trình ALD một cách tự động. Công việc của họ nêu chi tiết những điểm mạnh và điểm yếu tương đối của từng phương pháp, cũng như những hiểu biết sâu sắc có thể được sử dụng để phát triển các quy trình mới hiệu quả và tiết kiệm hơn.
Tất cả các thuật toán này cung cấp một cách nhanh hơn nhiều để hội tụ đến các kết hợp tối ưu vì chúng tôi không mất thời gian đưa mẫu vào lò phản ứng, lấy mẫu ra, thực hiện các phép đo, v.v. như bạn thường làm hiện nay. Thay vào đó bạn có một vòng lặp thời gian thực kết nối với lò phản ứng.
Tiên tiến nhưng đầy thách thức
Trong ALD, hai loại hơi hóa học khác nhau, được gọi là tiền chất, bám vào bề mặt, tạo thêm một lớp màng mỏng trong quá trình này. Tất cả điều này xảy ra bên trong một lò phản ứng hóa học và diễn ra tuần tự: một tiền chất được thêm vào và tương tác với bề mặt, sau đó phần dư thừa sẽ bị loại bỏ. Sau đó, tiền chất thứ hai được đưa vào rồi bị loại bỏ và quá trình này lặp lại. Trong vi điện tử, màng mỏng ALD có thể được sử dụng để cách điện các thành phần lân cận trong các bóng bán dẫn có kích thước nano.
ALD vượt trội trong việc phát triển các màng có kích thước nano, chính xác trên các bề mặt 3D phức tạp, chẳng hạn như các rãnh sâu và hẹp được tạo hình thành các tấm silicon để sản xuất chip máy tính ngày nay. Điều này đã thúc đẩy các nhà khoa học trên toàn thế giới phát triển vật liệu ALD màng mỏng mới cho các thế hệ tương lai. bán dẫn thiết bị.