Los 2 nanómetros ya no son un límite: ASM logra rellenar microchips con carbono fluido.

ASM presentó una película de carbono fluida para la fabricación de circuitos integrados avanzados. Según la compañía, Flowable Carbon se convirtió en el primer material de carbono de este tipo en el mercado que se deposita mediante deposición química de vapor asistida por plasma. La película rellena cavidades estrechas y profundas dentro de estructuras tridimensionales complejas y luego nivela por sí misma la superficie de la oblea, reduciendo el número de operaciones de proceso individuales.

ASM utiliza el material en el sistema XP8 Vertos. Con la deposición habitual la película de carbono replica el relieve del circuito: el material se deposita en las paredes y en el fondo de las cavidades, y las irregularidades se transmiten a la siguiente capa. Cuanto más estrechos y profundos se vuelven los elementos, más difícil es rellenar completamente el espacio sin huecos y uniones. El carbono fluido se comporta de forma diferente: el material rellena la cavidad de abajo hacia arriba y forma una superficie plana en la parte superior.

Gracias a ese comportamiento XP8 Vertos rellena las cavidades y nivela la oblea simultáneamente. ASM afirma que después de la deposición se puede prescindir de etapas separadas de pulido químico-mecánico o de decapado inverso, que normalmente eliminan el material sobrante. Menos operaciones reducen el tiempo de procesamiento y disminuyen la probabilidad de aparición de defectos.

La tecnología está concebida principalmente para estructuras con una gran relación profundidad/ancho, que aparecen cada vez más en los circuitos lógicos modernos y en la memoria. En 3D NAND los fabricantes aumentan el número de capas, y en los chips lógicos avanzados se complica la forma de los transistores y de las conexiones. ASM también contempla el uso del carbono fluido en DRAM, en el encapsulado avanzado y en otros procesos donde hay que rellenar cavidades de distinto tamaño en una misma oblea.

Flowable Carbon no significa que ASM haya reducido directamente los transistores por debajo de los dos nanómetros. Los nombres de los procesos tecnológicos modernos como "2 nm" ya no corresponden a un tamaño físico concreto de un elemento en el chip. El desarrollo futuro de los circuitos integrados depende no solo de la litografía, sino también de los materiales, del empaquetado tridimensional y de la capacidad de las fábricas para formar de forma fiable estructuras cada vez más complejas. El desarrollo de ASM resuelve precisamente ese tipo de problema de fabricación.

La compañía también afirma una mayor resistencia térmica de la nueva película y la posibilidad de aplicar selectivamente el material en las zonas necesarias. El proceso permite no solo rellenar completamente las cavidades, sino también controlar la altura de la capa de carbono si para la siguiente etapa de producción es necesario dejar parte de la cavidad libre.

El trabajo sobre el carbono fluido comenzó mucho antes del anuncio actual. En la documentación de patentes ASM describe métodos para formar capas de carbono con diferente fluidez para rellenar intersticios en estructuras semiconductoras. La familia de documentos hace referencia a una solicitud con prioridad de abril de 2021, por lo que el sistema actual es el resultado de varios años de desarrollo.

ASM informa que Flowable Carbon ya se encuentra en una fase inicial de implantación en la producción masiva. La compañía no nombró a los fabricantes de circuitos integrados que usan la tecnología ni divulgó los procesos tecnológicos concretos. Por ello, por ahora es más apropiado considerar XP8 Vertos no como un método independiente para sobrepasar la frontera convencional de 2 nm, sino como una nueva herramienta para fabricar chips tridimensionales más densos y complejos.