При производстве кремния для использования в производстве полупроводников производители должны легировать кремний фосфором, а затем отжигать смесь, чтобы получить материал, который можно превратить в рабочий микрочип. По мере того, как чипы становятся все меньше, требуется все больше и больше фосфора, и современные методы не могут вывести нас за пределы 3 нм, по которому TSMC в настоящее время производит новейшие чипы.

К счастью, исследователи из Корнельского университета придумали, как нагреть чипы таким образом, чтобы они повысили растворимость фосфора в кремнии при естественном равновесии. Идея впервые зародилась в TSMC, которая предположила, что микроволны могут быть использованы для активации избыточного фосфора, но не смогла реализовать метод с использованием микроволновых отжигов из-за "стоячих волн", искажающих постоянство операции.

TSMC сотрудничает с Инженерным колледжем Корнельского университета. Профессор-исследователь Джеймс Хван взял на себя задачу заставить микроволновый отжиг работать. Используя модифицированную кухонную микроволновую печь, он смог найти способ выборочного управления местом возникновения стоячих волн. Это позволяет правильно активировать фосфорные примеси без перегрева и повреждения кристаллической структуры кремния.

Это исследование имеет решающее значение для разработки более плотных нанолистовых транзисторов, которые TSMC уже заявила, что будет использовать на 2-нм техпроцессе.  Хванг говорит, что этот подход позволит TSMC и Samsung перейти на производство 2 нм (или 20 ангстрем) к 2025 году.