Los investigadores de RIT han encontrado un proceso de fabricación más eficiente para producir semiconductores que se utilizan en los dispositivos electrónicos actuales. También confirmaron que otros materiales además del silicio se pueden utilizar con éxito en el proceso de desarrollo que podrían aumentar el rendimiento de los dispositivos electrónicos. Este proceso de fabricación, el I-MacEtch, o método de grabado químico asistido por metal inverso:puede ayudar a satisfacer la creciente demanda de nanotecnologías más potentes y confiables necesarias para las células solares, teléfonos inteligentes, redes de telecomunicaciones y nuevas aplicaciones en fotónica y computación cuántica.

"Lo novedoso de nuestro trabajo es que, por primera vez, estamos estudiando la aplicación del procesamiento de I-MacEtch a materiales de fosfuro de indio-galio-fosfuro. I-MacEtch es una alternativa a dos enfoques convencionales y es una técnica que se ha utilizado en el campo, pero los materiales que se han explorado son bastante limitados, "dijo Parsian Mohseni, profesor asistente de ingeniería de microsistemas en la Facultad de Ingeniería Kate Gleason de RIT. También es director del Laboratorio EINS de la universidad.

Las demandas de una mayor capacidad de procesamiento de computadoras han llevado a los investigadores a explorar nuevos procesos y otros materiales más allá del silicio para producir componentes electrónicos. Mohseni explicó. El proceso I-MacEtch combina los beneficios de dos métodos tradicionales:grabado en húmedo y grabado con iones reactivos, o REI. El fosfuro de indio-galio es uno de varios materiales que se están probando para complementar el silicio como un medio para mejorar la capacidad actual de procesamiento de semiconductores.

"Este es un material muy conocido y tiene aplicaciones en las industrias de la electrónica y las células solares, ", dijo." No estamos reinventando la rueda; estamos estableciendo nuevos protocolos para tratar el material existente que es más rentable, y un proceso más sostenible ".

Los dispositivos semiconductores se crean en obleas mediante un proceso de varios pasos para recubrir, quitar o modelar materiales conductores. Los procesos tradicionales son el grabado en húmedo, donde una muestra con aspectos bloqueados se sumerge en un baño ácido para eliminar sustancias, y grabado con iones reactivos, donde los iones bombardean las superficies expuestas de la oblea para cambiar sus propiedades químicas y eliminar materiales en esas regiones expuestas. Ambos se han utilizado para desarrollar los intrincados patrones electrónicos en los circuitos y utilizan el silicio como base para este tipo de patrones. Mejorar los métodos de creación de patrones de I-MacEtch podría significar reducir la complejidad de fabricación de varios dispositivos fotónicos y electrónicos.

Los investigadores y los científicos de fabricación de semiconductores han estado utilizando MacEtch extensamente para procesar silicio. Al mismo tiempo, Se están realizando evaluaciones de otros materiales de la gama III-V de elementos individuales que pueden conducir a este mismo tipo de fabricación con ventajas similares. En su investigación, Mohseni también está estudiando diferentes aleaciones de esos materiales III-V, a saber, las aleaciones ternarias como el fosfuro de indio-galio (InGaP).

La investigación detallada en el próximo número de la American Chemical Society's Materiales e interfaces aplicados revista destaca cómo se aplicó la metodología de nanofabricación a InGaP y cómo puede afectar el procesamiento de aplicaciones de dispositivos y la generación de características de semiconductores de alta relación de aspecto y nanoescala, dijo Thomas Wilhelm, estudiante de doctorado en ingeniería de microsistemas y primer autor del artículo. El nuevo método de procesamiento puede ser significativo en el desarrollo de matrices ordenadas de estructuras de alta relación de aspecto, como los nanocables.

Para celdas solares, el objetivo es minimizar la relación costo-energía producida, y si es posible reducir el costo de fabricación de la celda, y aumentando la eficiencia de la misma, esto mejora el dispositivo en general. Explorando nuevos métodos para fabricar lo existente, materiales relevantes de una manera que permita El procesamiento menos costoso y más controlado al combinar los beneficios del grabado en húmedo y RIE ha sido el foco del trabajo de Mohseni. El proceso mejorado significa evitar costosos, voluminoso, métodos de procesamiento peligrosos.

"Estamos usando una configuración de mesa simple y terminamos con estructuras muy similares; de hecho, se puede argumentar que son de mayor calidad que las estructuras que podemos generar con RIE por una fracción del costo y en menos tiempo, menos pasos a lo largo, sin las condiciones de temperatura más altas o la instrumentación costosa, " él dijo.