Des scientifiques de l’Institut Paul Scherrer (PSI) ont réalisé une avancée dans la miniaturisation des puces informatiques. Ils ont encore rétréci de moitié l’espacement des pistes conductrices.

Un groupe de travail, emmené par Dimitrios Kazazis et Yasin Ekinci au Laboratoire de nanosciences et technologies des rayons X au PSI, vient de développer une technique novatrice qui permet de fabriquer des modèles de circuits encore plus denses.

Les micropuces les plus modernes ont actuellement des pistes conductrices espacées de seulement douze nanomètres, c’est-à-dire environ 6000 fois plus fines qu’un cheveu humain. Les scientifiques du PSI ont produit des conducteurs espacés de 5 nanomètres seulement, soit 13’000 fois plus fins qu’un cheveu. Cela permet d’agencer les circuits de manière beaucoup plus compacte qu’auparavant, a indiqué le PSI mardi dans un communiqué.

Lumière, décisive

Ces composants sont produits à l’aide d’une exposition appelée photolithographie: un fin disque de silicium, le «wafer», est enduit d’une couche de résine photosensible. On procède ensuite à l’exposition qui correspond au schéma de construction de la puce et modifie les propriétés de la résine.

Les processus suivants éliminent soit les parties exposées (procédé positif), soit les parties non exposées (procédé négatif). Pour finir, il ne reste sur le wafer plus que le motif de câblage souhaité avec les conducteurs.

La lumière utilisée est décisive pour la miniaturisation. Depuis 2019, les fabricants utilisent l’«extreme ultraviolet light» (EUV), ou rayonnement ultraviolet extrême, avec une longueur d’onde de 13,5 nanomètres. Cette utilisation permet d’imprimer des structures jusqu’à 10 nanomètres, voire moins.

Pas de limites

Les scientifiques du PSI ont perfectionné la lithographie EUV conventionnelle en irradiant l’échantillon non pas de manière directe, mais indirecte, par une méthode appelée lithographie interférentielle à miroir UVE (MIL). Le groupe a ainsi obtenu des résolutions - c’est-à-dire des distances entre les conducteurs - de 5 nanomètres, et ce en une seule exposition.

«Nos résultats montrent que la lithographie EUV permet des résolutions extrêmement élevées, ce qui suggère qu’il n’y a pas encore de limites fondamentales», constate Dimitrios Kazazis, cité dans le communiqué.

Pour l’instant, cette démarche n’est pas particulièrement intéressante pour la production industrielle de puces, car comparée aux normes industrielles, elle est très lente. Elle offre en revanche une méthode pour mettre au point des résines photosensibles qui seront nécessaires à la future production de puces, et ce avec une résolution qui ne peut être atteinte dans l’industrie, conclut le PSI. Ces travaux sont publiés dans la revue Nanoscale.