Samsung ha scoperto un materiale che potrebbe cambiare i semiconduttori del futuro

I ricercatori del Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) hanno annunciato la scoperta di un nuovo materiale chiamato nitruro di boro amorfo (a-BN), messo a punto insieme ai ricercatori della Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) e della University of Cambridge. Lo studio, pubblicato su Nature, ha secondo l'azienda sudcoreana "il potenziale di accelerare l'avvento della prossima generazione di semiconduttori".

Come si è arrivati alla scoperta del nuovo materiale? Il SAIT lavora da tempo nella ricerca e sviluppo di materiali bidimensionali (2D), ossia materiali cristallini formati da un singolo strato di atomi. Nello specifico l'istituto ha studiato in modo approfondito il grafene, raggiungendo notevoli traguardi a questo riguardo, come lo sviluppo di un transistor al grafene chiamato barristore e molto altro.

C'è però un "problema": per migliorare la compatibilità del grafene con i processi attualmente impiegati per la produzione di semiconduttori in silicio, la crescita del grafene su substrati semiconduttori dovrebbe avvenire a temperature inferiore ai 400 °C. Ed è qui che potrebbe entrare in gioco il nuovo materiale.

Il nitruro di boro amorfo (a-BN) consiste di atomi di boro e azoto con una struttura molecolare amorfa e deriva nientemeno che dal grafene bianco, il quale include atomi di boro e azoto disposti in una struttura esagonale: il nuovo materiale ha però una struttura molecolare unica, che lo rende differente dal grafene bianco.

Il nitruro di boro amorfo ha una costante dielettrica molto bassa pari a 1,78, con robuste proprietà elettriche e meccaniche, e può essere usato come materiale isolante di collegamento per minimizzare le interferenze elettriche. Samsung ha inoltre dimostrato che può essere fatto crescere sui wafer a una temperatura di soli 400°C, che nell'ambito della produzione di chip non è elevata. Per questo motivo il nuovo materiale potrebbe applicarsi a semiconduttori come DRAM e NAND, specialmente nella prossima generazione di memorie per server.

"Di recente, l'interesse per i materiali 2D e i nuovi materiali che ne derivano ​​è aumentato. Tuttavia, ci sono ancora molte sfide nell'applicazione di tali materiali agli attuali processi dei semiconduttori", ha dichiarato Seongjun Park, vicepresidente e capo dell'Inorganic Material Lab del SAIT. "Continueremo a sviluppare nuovi materiali per spingere il cambio di paradigma dei semiconduttori".