Новая перспектива полупроводниковой продукции: диоксид гафния

Ученые из Стэнфордского университета доказали, что использование диселенида и диоксида гафния может позволить сделать кремниевые транзисторы в десять раз меньше, чем существующие сегодня рекордные показатели. В последние годы разработчики чипов приближаются к физическим ограничениям закона Мура. Толщина кремниевых элементов уже пришла к пределу 5-7 нанометров и измеряется десятками атомов, что накладывает серьезные ограничения на дальнейшую миниатюризацию полупроводниковых изделий. Кремний используется как основной материал в полупроводниковой промышленности из-за двух важных свойств: он обладает такой шириной запрещенной зоны, что транзисторы на его основе потребляют мало энергии, а его оксид может служить изолятором, защищающим транзистор от утечки тока. Соответственно, при дальнейшем уменьшении толщины может возникать ток утечки, вызванный туннелированием зарядов через диэлектрик, и это является одним из основных препятствий на пути к дальнейшей миниатюризации микросхем.

Ученые Стэнфорда нашли способ продолжить миниатюризацию кремниевых транзисторов с помощью диселенидов гафния и циркония. Оказалось, что в отличие от кремния, если уменьшить толщину этих веществ до слоя из трех атомов, они все еще сохраняют хорошую ширину запрещенной зоны, а оксиды гафния и циркония служат гораздо более эффективным изолятором, чем оксид кремния. Исследователи создали несколько прототипов таких транзисторов. Несмотря на то, что основную роль в них играли новые материалы, ученым все равно пришлось использовать кремний в качестве подложки, и его оксид в качестве «буферного слоя», помогающего «сгладить» разницу между кристаллическим строением кремния и диселенидов. Ученые признают, что как и в случае со многими другими прорывами в области полупроводников, предстоит решить немало проблем перед тем, как технологию можно будет использовать в реальном производстве. Например, необходимо создать соответствующие контакты для таких небольших транзисторов. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

COMMENTS

  • Dorsey Schomer

    I have been browsing online more than three hours today, but I by no means discovered any fascinating article like yours. It is pretty price sufficient for me. In my opinion, if all web owners and bloggers made good content as you probably did, the web can be much more useful than ever before.

Leave a Comment