La finesse de gravure aura-t-elle une limite ? Alors que deux fondeurs, TSMC et Samsung, commencent à commercialiser des gravures en 10 nm, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) associés à l’Université de Chicago affirment que l’on peut descendre jusqu’à… 7 nanomètres (7 nm).
De quoi modifier la fameuse loi empirique dite de Moore, du nom de l’ingénieur américain qui en 1965 constate que les progrès en matière de puces électroniques sont réguliers et homogènes . D’où cette fameuse loi : le nombre de transistors des microprocesseurs sur une puce de silicium double tous les deux ans. Et elle s’est révélée très juste : la densité des transistors sur le marché a doublé tous les 1,96 an.
Néanmoins, Intel rencontre des difficultés à graver toujours plus fin. Résultat, le géant des puces a officiellement annoncé que ce cycle durerait trois ans, ce qui est déjà le cas pour les puces 14nm. Et il a tenu à préciser que toutes les gravures en 10 nm ne se valaient pas…
Comment les chercheurs du MIT et de l’Université de Chicago ont-ils relevé ce défi et passer sous la barre des 10 nm? Schématiquement, la technique actuelle consiste à faire fondre des modèles de circuits sur des galettes de silicium via des masques utilisant des ondes électromagnétiques. L’équipe de chercheurs se base sur une technologie d’autoassemblage de fils de gravure sur des puces et la lithographie par ultra-violet extrême (EUV – Extreme Ultra Violet). Un réseau de lignes est produit par un procédé conventionnel à faisceau d’électrons. L’addition d’un copolymère à bloc et d’une couche de finition conduit à quadrupler le nombre de lignes. Ensuite, la couche de finition est décapée, laissant apparaître le nouveau motif de fines lignes.
Ce n’est pas la première fois que des annonces sont faites à propos d’une puce très fine obtenue par EUV. En 2008, des chercheurs de l’Université d’Aix-la-Chapelle, de l’Institut Fraunhofer d’ingénierie laser d’Aix-la-Chapelle et de la société Philips s’étaient appuyés sur cette solution pour repousser les limites. Plus récemment, en 2015, IBM avec GlobalFoundries et Samsung avait mis au point une puce fonctionnelle gravée en 7 nm avec le même procédé.
Philippe Richard
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