ARCHIVÉ - Une percée canadienne permet l'autoassemblage de transistors
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Le 01 juin 2011 — Ottawa (Ontario)
Grâce à un simple four à microondes, des chercheurs canadiens ont ouvert la porte à une nouvelle génération de puces électroniques.
Recourant aux microondes, une équipe de l’Institut national de nanotechnologie (INN) et de l’Université de l’Alberta a montré qu’on peut créer des moules pour fabriquer des motifs plus complexes et plus petits que ceux présentement utilisés dans l’industrie des semi-conducteurs. Cette réalisation pourrait déboucher sur la production bon marché de transistors nanoscopiques.
Le nombre de transistors sur une puce électronique double tous les 18 à 24 mois depuis les années 1960, les chercheurs inventant sans cesse de nouveaux moyens pour en réduire la taille. Cependant, cette tendance, aussi appelée loi de Moore, prendra fin quand les semi-conducteurs atteindront une limite physique absolue. Les experts de l’industrie prévoient qu’à partir de 2018, la photolithographie, procédé usuel employé pour créer les motifs sur les semi-conducteurs, ne permettra plus de fabriquer de transistors plus petits.
Le chercheur de l’Université de l’Alberta et du CNRC Xiaojiang Zhang retire une plaquette de silicium d’un flacon en Teflon après l’avoir traitée une minute dans un four à microondes (à l’arrière) en vue d’induire les polymères à s’autoassembler en surface.
Une solution éventuelle serait de recourir à « l’autoassemblage moléculaire », procédé nanotechnologique en vertu duquel les molécules s’agencent d’elles-mêmes en formes et en motifs réguliers (un peu comme l’ADN quand il s’enroule pour donner les chromosomes). L’International Technology Roadmap for Semiconductors (site en anglais) de l’industrie laisse croire que l’assemblage automatique de « copolymères à blocs » pourrait réduire la taille des puces électroniques tout en accroissant leur puissance.
L’équipe de recherche du CNRC et de l’Université de l’Alberta. De gauche à droite : Jeffrey Murphy, Nathanael Wu, Jillian Buriak, Ken Harris, Xiaojiang Zhang. Photo : Jeffrey Murphy.
« Les copolymères à blocs s’assemblent d’eux-mêmes en formes et en motifs de dimension nanométrique dont on pourrait se servir pour concevoir et produire des puces électroniques, mais le processus est très lent », explique Jillian Buriak, chef du groupe des surfaces et de la chimie interfaciale à l’INN et professeur de chimie à l’Université de l’Alberta. « Habituellement, il faut chauffer les molécules à température élevée pendant 36 heures pour qu’elles s’autoassemblent. »
« Un copolymère à blocs consiste simplement en deux types de plastique associés chimiquement, un peu comme si on obligeait un groupe d’économistes à prendre un groupe de chimistes par les mains, alors que les deux groupes n’ont aucun point commun entre eux normalement. » — Jillian Buriak, INN et Université de l’Alberta
Elle s’empresse d’ajouter que cela s’avère malcommode sur le plan de la fabrication. En effet, selon l’International Technology Roadmap, l’assemblage automatique devrait se réaliser en moins de quatre minutes pour devenir rentable.
Les microondes accélérant certaines réactions chimiques, l’équipe de Mme Buriak a recouru à un four à microondes du commerce pour réduire de manière impressionnante le temps que prennent les copolymères à blocs nanoscopiques pour former des motifs réguliers. « Nous sommes passés de 36 heures à moins d’une minute », déclare-t-elle.
« Il s’agit d’un des premiers exemples illustrant comment l’autoassemblage permettrait de résoudre un véritable problème mondial de l’industrie des semi-conducteurs, affirme-t-elle. À présent, nous devons démontrer comment appliquer le procédé à la fabrication de structures complexes susceptibles de servir à la conception et à la production de puces électroniques. »
Plus sur le sujet
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