Самый маленький в мире транзистор на основе индий-арсенида-галлия

Масштабирование кремниевых транзисторов в область топологий с проектными нормами нанометрового диапазона ухудшает их характеристики. В связи с эти учёными изучаются возможности использования отличных от кремния материалов, которые бы обеспечили лучшие показатели по току при создании на их основе транзисторов с нанометровыми размерами критичных конструктивных элементов. Одним из перспективных материалов является композиция из индия, галлия и мышьяка. Микроэлектронные компоненты на основе материалов из элементов третьей и пятой групп периодической таблицы Менделеева уже используются в волоконно-оптических системах связи и в радарном оборудовании, демонстрируя впечатляющие электрофизические характеристики.

Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) недавно создали полевой транзистор класса MOSFET (metal-oxide semiconductor field-effect transistor) на основе индия, галлия и мышьяка с затвором длиной 22 нм с «великолепными характеристиками логических состояний». При его создании были использованы известные в кремниевой технологии приёмы формирования полупроводниковых структур.

Известно, что конструкция транзистора обычно включает три электрода – затвор, исток и сток, расположенных близко друг от друга. Затвор управляет потоком электронов между двумя другими электродами. Исследователи MIT предложили и реализовали технологию «самосовмещения» затвора MOSFET на основе индия, галлия и мышьяка между двумя другими электродами.

Для этого сначала выращивался тонкий слой материала с использованием технологии молекулярно-лучевой эпитаксии. В ходе этого технологического процесса испаряемые атомы индия, галлия и мышьяка вступают в реакции друг с другом в условиях вакуума, формируя «кирпичики» для образования единой кристаллической структуры. Далее происходило их осаждение на слой молибдена, используемого как материал для контактов истока и стока. В технологическом процессе создания новых транзисторов использовалась также электроннолучевая литография для формирования в резисте элементов с чрезвычайно маленькими топологическими размерами. Далее происходило травление для удаления ненужных для конструкции транзистора областей, и в чрезвычайно тонком зазоре формировался слой подзатворного окисла. Далее производилось осаждение испаряемого молибдена и он формировал электрод затвора, прецизионно размещённый между двумя другими электродами MOSFET.

На следующем этапе своей работы команда учёных MIT намерена заняться улучшением электрических характеристик – а стало быть, и скорости работы транзистора – добиваясь снижения нежелательного сопротивления между элементами конструкции устройства.

Как только будет достигнут успех в этом направлении, исследователи перейдут к очередной итерации работ по уменьшению габаритов транзистора. Конечная цель этих усилий – достижение топологии в 10 нм для длины затвора.

Исследования учёных MIT спонсируются Агентством перспективных оборонных НИОКР (DARPA) США и Semiconductor Research Corporation.

www.newelectronics.co.uk

На данном сайте используются cookie для сбора информации технического характера и обрабатывается Ваш IP-адрес. Продолжая использовать этот сайт, вы даете согласие на использование файлов cookies.