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Mar 06, 2023

Engenheiros do MIT revolucionam a tecnologia de chips semicondutores com o Atom

Por Adam Zewe, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, 1º de maio de 2023, pesquisadores do MIT

Por Adam Zewe, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, 1º de maio de 2023

Pesquisadores do MIT inovaram com uma tecnologia de crescimento de baixa temperatura para integrar materiais 2D em um circuito de silício, abrindo caminho para chips mais densos e poderosos. O novo método envolve o crescimento de camadas de materiais de dicalcogeneto de metal de transição 2D (TMD) diretamente sobre um chip de silício, um processo que normalmente requer altas temperaturas que podem danificar o silício.

Uma nova tecnologia de crescimento e fabricação em baixa temperatura permite a integração de materiais 2D diretamente em um circuito de silício, o que pode levar a chips mais densos e poderosos.

Researchers from MITMIT is an acronym for the Massachusetts Institute of Technology. It is a prestigious private research university in Cambridge, Massachusetts that was founded in 1861. It is organized into five Schools: architecture and planning; engineering; humanities, arts, and social sciences; management; and science. MIT's impact includes many scientific breakthroughs and technological advances. Their stated goal is to make a better world through education, research, and innovation." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">MIT have developed a low-temperature growth process to directly integrate 2D materials onto silicon chips, enabling denser and more powerful semiconductorsSemiconductors are a type of material that has electrical conductivity between that of a conductor (such as copper) and an insulator (such as rubber). Semiconductors are used in a wide range of electronic devices, including transistors, diodes, solar cells, and integrated circuits. The electrical conductivity of a semiconductor can be controlled by adding impurities to the material through a process called doping. Silicon is the most widely used material for semiconductor devices, but other materials such as gallium arsenide and indium phosphide are also used in certain applications." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> semicondutores. Essa tecnologia supera os desafios anteriores relacionados a altas temperaturas e imperfeições de transferência de material. Ele também reduz o tempo de crescimento e permite camadas uniformes em wafers maiores de 8 polegadas, tornando-o ideal para aplicações comerciais.

Aplicativos emergentes de IA, como chatbots que geram linguagem humana natural, exigem chips de computador mais densos e poderosos. Mas os chips semicondutores são tradicionalmente feitos com materiais a granel, que são estruturas 3D quadradas, portanto, empilhar várias camadas de transistores para criar integrações mais densas é muito difícil.

No entanto, transistores semicondutores feitos de materiais 2D ultrafinos, cada um com apenas três átomos de espessura, podem ser empilhados para criar chips mais poderosos. Para este fim, os pesquisadores do MIT demonstraram uma nova tecnologia que pode efetivamente e eficientemente "crescer" camadas de materiais de dicalcogeneto de metal de transição 2D (TMD) diretamente sobre um chip de silício totalmente fabricado para permitir integrações mais densas.

Growing 2D materials directly onto a silicon CMOS wafer has posed a major challenge because the process usually requires temperatures of about 600 degrees CelsiusThe Celsius scale, also known as the centigrade scale, is a temperature scale named after the Swedish astronomer Anders Celsius. In the Celsius scale, 0 °C is the freezing point of water and 100 °C is the boiling point of water at 1 atm pressure." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Celsius, enquanto os transistores e circuitos de silício podem quebrar quando aquecidos acima de 400 graus. Agora, a equipe interdisciplinar de pesquisadores do MIT desenvolveu um processo de crescimento em baixa temperatura que não danifica o chip. A tecnologia permite que transistores semicondutores 2D sejam integrados diretamente em circuitos de silício padrão.