Инновационные химические технологии в компьютерах (3)

1.

Инновационные химические
технологии
в производстве компьютеров XXI века
Автор: Холодков А. А.
Группа: 7-25

2.

Почему это важно?
От физических пределов к химическим решениям

3.

Закон Мура и роль химии
Эволюция прогресса
Количество транзисторов
удваивается каждые 2 года.
С 2000-х годов это стало возможно
только благодаря химии.
Без новых материалов прогресс
остановился бы.

4.

Основная идея и гипотеза
Химический конструктор
Идея: Процессор представляет собой сложнейшую
структуру из десятков слоев нанометровой толщины.
Гипотеза: Замена традиционных материалов на
инновационные нано соединения позволяет преодолеть
барьер в 3 нм и ниже.

5.

Фотолитография: рисуем светом
Эволюция технологий
• DUV → EUV: Переход к экстремальному
ультрафиолету (13.5 нм).
• Фоторезисты: Замена органики на металлоксидные соединения (олово).
• Точность: Формирование линий толщиной
всего в несколько атомов.

6.

Укладка атомов: ALD и CVD
CVD
ALD
0,1 нм
Химическое осаждение из
Атомно-слоевое
Невероятная точность
газа — быстрое
осаждение. Рост ровно по
контроля толщины на
наращивание базовых
одному слою атомов за
молекулярном уровне.
пленок.
цикл.

7.

High-k диэлектрики: борьба с утечками

8.

Металлизация
Проводники и барьеры
Медь (Cu): Заменила алюминий для лучшей
проводимости, но требует барьера из
тантала (Ta), чтобы не «отравлять» кремний.
Кобальт (Co): Новейшее решение для
техпроцессов 3 нм и ниже. Стабильнее меди
на экстремально малых размерах.

9.

Гладкость поверхности: CMP
Химическая полировка
Зеркальный блеск
Специальная жидкая суспензия
Механический нано-абразив срезает
размягчает микроскопические выступы
неровности, создавая идеальную
на поверхности пластины.
плоскость для следующего слоя.

10.

Практическая часть: Травление
1. Нанесение маски
2. Реакция травления
3. Финальный результат
Лак защищает медь (аналог резиста)
Уксус + Соль растворяют медь
Четкий рисунок после снятия лака

11.

Выводы исследования
Фундамент IT: Химия — главный инструмент масштабирования микроэлектроники.
Инновации: Металл-оксидные резисты и High-k диэлектрики спасли закон Мура.
Доказательность: Даже бытовые опыты подтверждают промышленные принципы литографии.
Будущее: Без химического поиска прогресс чипов остановился бы десятилетия назад.

12.

Вопросы?
Спасибо за внимание!
Холодков А. А. | Группа 7-25
Индустриально-строительный колледж, 2026

13.

Приложение
https://static.vecteezy.com/system/resources/previews/060/523/637/non_2x/a-macro-shot-of-a-crystal-formation-revealing-its-geometric-structure-andtranslucent-properties-free-photo.jpeg
Source: www.vecteezy.com
https://preview.redd.it/moores-law-continued-cpu-gpu-v0-eav8pw97fy6z.png?auto=webp&s=322c949907367b0b54e2ed54766a4f17afabf95b
Source: www.reddit.com
https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!6cvD!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fbucketeer-e05bbc84-baa3-437e-9518adb32be77984.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2Fdba4637d-2157-4879-ab0e-fa9150c895bd_440x648.png
Source: deepforest.substack.com
https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!8Vih!,w_1200,h_675,c_fill,f_jpg,q_auto:good,fl_progressive:steep,g_auto/https%3A%2F%2Fbucketeer-e05bbc84baa3-437e-9518-adb32be77984.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2F03d0fecd-645f-4992-922b-912706f31030_800x476.gif
Source: deepforest.substack.com
https://cleanenergywiki.org/images/thumb/b/bf/Ald1.jpg/400px-Ald1.jpg
Source: cleanenergywiki.org
https://www.semiconductor-digest.com/wp-content/uploads/2022/10/Fig-1-1024x716.png
Source: www.semiconductor-digest.com

14.

Приложение
https://www.nanoscience.com/wp-content/uploads/2024/02/CMP-Overview-Figure.jpg
Source: www.nanoscience.com