Una buona partenza per i film protettivi
La legge di Moore, formulata circa 50 anni fa, afferma che, in linea di massima, il numero di transistor su circuiti integrati accessibili è destinato a raddoppiare all’incirca ogni 2 anni. Questa formula, considerata da sempre attendibile, ha iniziato a vacillare con il progressivo avvicinamento dei transistor alla scala atomica, che ha creato una barriera allo sviluppo di questi dispositivi nell’industria dei semiconduttori. L’ottimizzazione della crescita e degli stress interfacciali dei film ricavati dai nanomateriali potrebbe rappresentare una valida soluzione al problema. Gli ossidi protettivi, che offrono numerose applicazioni utili in tale settore, rappresentavano il nodo cruciale del progetto NANO-PROX (“Nano-scale protective oxide films for semiconductor applications & beyond”), finanziato dall’UE. Uno dei principali ambiti di applicazione era rappresentato dalla planarizzazione chimico-meccanica (CMP), ovvero un processo utilizzato dai produttori di semiconduttori allo scopo di “planarizzare” un wafer in silicio macroscopicamente piatto. La formazione e la rimozione dei film sottili metallo-ossido rappresentano due aspetti di fondamentale importanza nell’ambito del controllo dei parametri relativi ai difetti e della topografia correlata. I ricercatori di NANO-PROX si sono prefissati l’obiettivo di soddisfare i requisiti attuali e futuri in termini di planarizzazione chimico-meccanica. Dopo aver definito gli aspetti correlati alla CMP e la struttura per la chimica delle superfici, gli scienziati si sono occupati degli sviluppi tecnici della tecnologia in vista di un’estesa adozione nell’industria dei semiconduttori. Nell’ambito degli esperimenti, è stato valutato l’effetto del tipo di ossidante e della durata dell’ossidazione sulle proprietà delle superfici dei film sottili sia del tungsteno sia del germanio. Durante la seconda fase del progetto, i ricercatori hanno messo in atto il processo di planarizzazione chimico-meccanica allo scopo di indurre i nanofilm metallo-ossido autoprotettivi sul titanio per impianti ortopedici. Il gruppo di lavoro ha valutato il livello di adesione cellulare e di resistenza alle infezioni. Un altro filone di indagini è stato incentrato sullo studio di film protettivi indotti dalla CMP sugli elementi di riscaldamento finalizzato alla riduzione della corrosione e dei depositi di calcare. Gli scienziati hanno rivolto infine la propria attenzione all’utilizzo di nanofilm metallo-ossido sull’alluminio nel tentativo di garantire una maggiore resistenza alla corrosione delle fusoliere e dei carrelli di atterraggio degli aeroplani. L’enorme successo riscosso dal progetto è testimoniato dall’ampio numero di pubblicazioni, presentazioni, domande di brevetto e nuove iniziative, nonché dalla stipula di otto accordi di riservatezza con il settore privato. L’iniziativa NANO-PROX ha dato un enorme contributo al rafforzamento della posizione competitiva dell’UE nel settore della planarizzazione chimico-meccanica e delle tecnologie a film sottili metallo-ossido. Il progetto, che avrà importanti ripercussioni in numerosi ambiti, tra cui quello della biomedicina e dei semiconduttori applicati all’industria aerospaziale, garantirà un’impennata dell’economia dell’UE nell’attuale scenario di crisi economica.
Parole chiave
Autoprotettivo, film sottili, film a base di ossidi, semiconduttore, planarizzazione chimico-meccanica
