За последние десятилетия инженеры создали все более совершенные и высокопроизводительные интегральные схемы (ИС). Повышение производительности этих цепей, в свою очередь, увеличило скорость и эффективность технологий, которые мы используем каждый день, включая компьютеры, смартфоны и другие интеллектуальные устройства.

Чтобы продолжать улучшать характеристики интегральных схем в будущем, инженерам потребуется создавать более тонкие транзисторы с более короткими каналами. Однако масштабирование существующих устройств на основе кремния или создание устройств меньшего размера с использованием альтернативных полупроводниковых материалов, совместимых с существующими производственными процессами, оказалось сложной задачей.

Исследователи из Университета Пердью недавно разработали новые транзисторы на основе оксида индия, полупроводника, который часто используется для создания сенсорных экранов, телевизоров с плоским экраном и солнечных батарей. Эти транзисторы, представленные в статье, опубликованной в Nature Electronics , были изготовлены с использованием осаждения атомных слоев — процесса, который часто используется производителями транзисторов и электроники.

«В нашей недавней статье мы смогли агрессивно масштабировать транзисторы, представленные в предыдущих работах», — сказал TechXplore Пейде Йе, один из исследователей, проводивших исследование. «Например, мы реализовали толщину канала всего 0,5 нм, длину канала всего 8 нм, EOT всего 0,86 нм. Со всем продемонстрированным масштабированием мы можем реализовать транзистор, обеспечивающий ток стока 3,1 мА/мкм при напряжение стока 0,5 В».

Осаждение атомного слоя является основным методом, используемым для изготовления транзисторов с тонкими каналами атомного слоя и диэлектриками. Это химический самоограничивающийся метод, который позволяет инженерам наносить тонкие пленки материалов на заданную подложку с точностью до атомного слоя.

В своем исследовании Йе и его коллеги использовали осаждение атомных слоев для нанесения тонких пленок оксида индия на подложку и создания высокопроизводительных транзисторов. Эти транзисторы имеют длину канала 8 нм и толщину 0,5 нм. В будущем их потенциально можно будет интегрировать в различные существующие и вновь разрабатываемые устройства, что позволит инженерам уменьшить их размер и повысить производительность.

«Сверхнизкое контактное сопротивление и масштабируемое устройство делают возможным беспрецедентный ток стока на оксидно-полупроводниковых транзисторах, совместимых с BEOL», — пояснил Йе. «При большей оптимизации и творческом подходе можно обеспечить ток стока 10 мА/мкм или даже 20 мА/мкм».

До сих пор Е и его коллеги в основном оценивали транзисторы, созданные ими в лабораторных условиях. Однако в своих следующих исследованиях они хотели бы изучить их фактическую совместимость с текущими производственными технологиями и дополнительно оценить их потенциал для реальных приложений .

«Теперь мы заинтересованы в достижении рекордной производительности наших транзисторов», — добавил Йе. «Кроме того, мы планируем приступить к изучению потенциала нашего нового устройства в реальных условиях и изучить технологии производства, необходимые для его широкомасштабного внедрения».