原子层蚀刻技术：将带来更强大的微芯片和超级计算机

自芯片和超级计算机的问世以来，意味着信息时代正式来临，越来越强悍的芯片性能，使得超级计算机算力越来越强。而芯片性能强弱取决于芯片内置的晶体管数量，从开发以来的几个晶体管发展到现在的数十亿个晶体管，甚至达到了原子级别，芯片性能翻倍增强。

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但摩尔定律即将走到极限，为解决晶体管数量受限问题，美国能源部（DOE）的普林斯顿等离子物理试验台（PPPL）正在寻求新的技术来制造更强大、更高效经济的芯片。

据了解，该实验室科学与全球芯片制造设备生产商Lam Research Corp.合作共同进行时延，在第一项PPPL研究中，研究人员通过使用建模正确预测了原子级芯片生产中的一个基本阶段。

“这将是整个过程中的一个小环节，”负责低温等离子体表面相互作用的实验室副主任、普林斯顿大学化学和生物工程系教授David Graves说道，“通过建模获得的见解可以导致各种好事，这就是为什么实验室的这项工作有一些希望。”

PPPL科学家对“原子层蚀刻(ALE)”进行了建模，这是一个关键的芯片制造步骤，旨在依次从一个表面去除单个原子层，这一过程可用于在硅片上的薄膜上蚀刻复杂的三维结构，其关键尺寸比人的头发还要细几千倍。

据了解，该模型是模拟了依次使用氯气和氩气等离子体离子来控制原子尺度上的硅蚀刻过程，等离子体或电离气体是一种由自由电子、带正电的离子和中性分子组成的混合物，常用于半导体设备加工的等离子体接近室温，值得注意的是，这和核聚变实验中所使用的超高温等离子体相反。

研究人员发现，当离子能量高得多时，ALE过程将变得特别有效，Graves表示，接下来将研究为什么离子能量高得多会导致ALE过程。

若该研究突破成功，ALE的应用将能带来更强的微芯片和超级计算机。

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