Pesquisadores da indústria tecnológica estão constantemente buscando inovações que visam o avanço em diferentes áreas. Um novo exemplo tem a ver com memórias DRAM. Pesquisadores da Universidade de Gante, Bélgica, conseguiram empilhar com sucesso 120 camadas alternadas de silício (Si) e silício-germânio (SiGe) em um wafer de 300 mm, uma etapa fundamental para a criação de memórias 3D.
O principal desafio dessa tecnologia é a “incompatibilidade de rede” entre o silício e o silício-germânio. Seus cristais possuem espaçamentos atômicos levemente diferentes, o que causa tensão e pode gerar defeitos chamados deslocamentos quando as camadas são empilhadas.
O artigo original publicado pelos pesquisadores compara esse desafio ao tentar construir uma torre com cartas de baralho de tamanhos diferentes: sem um alinhamento perfeito, a estrutura deforma e desmorona. Esses defeitos podem arruinar o desempenho de um chip de memória.
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Desafios físicos precisam ser superados para viabilizar a tecnologia
Para superar essa barreira, os cientistas utilizaram técnicas avançadas de deposição epitaxial, um processo que eles comparam a pintar com gases, onde silano e germano são aplicados para formar camadas ultrafinas e precisas na superfície do wafer. Ainda existem desafios físicos a serem vencidos para que a inovação tecnológica chegue em seu estado final.
Atualmente, as memórias DRAM são fabricadas em uma arquitetura plana, o que limita sua densidade. A mudança para uma estrutura 3D permite colocar muito mais células de memória na mesma área, aumentando drasticamente a capacidade de armazenamento sem aumentar o tamanho físico do chip. O sucesso no empilhamento de 120 camadas demonstra que o escalonamento vertical é viável.
Este avanço não impacta apenas o futuro das memórias. As técnicas desenvolvidas são fundamentais para outras tecnologias de ponta, como os transistores Gate-All-Around (que a Intel trabalha com a litografia 18A) e até mesmo para a computação quântica, onde o controle atômico das camadas é essencial. Empresas como a Samsung já incluíram a DRAM 3D em seus planos de desenvolvimento, sinalizando a importância estratégica dessa inovação.
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