חדשות אקראיות מהארכיון טרנזיסטור שער 0,34nm
19.03.2022
קבוצה של מדענים סיניים המציאה עיצוב טרנזיסטור יוצא דופן. הודות לעיצוב הייחודי שלהם, הם יצרו את הטרנזיסטור הקטן בעולם עם אורך שער של 0,34 ננומטר בלבד. הקטנה נוספת של אורך השער באמצעות תהליכים טכניים מסורתיים היא עקרונית בלתי אפשרית, מכיוון שאנו מדברים על אורך שער השווה לרוחבו של אטום פחמן אחד.
המדענים כינו את הטרנזיסטור החדש טרנזיסטור דופן אנכית. הרעיון של סידור אנכי של ערוץ הטרנזיסטור, אגב, יושם לאחרונה גם על ידי סמסונג ויבמ, שעליה דיברנו פעם. אבל המפתחים הסינים הצליחו להפתיע. השער בטרנזיסטור החדש הוא פרוסה משכבה אטומית אחת של גרפן, ועוביו, כידוע, שווה לעובי של אטום פחמן אחד, או כ-0,34 ננומטר. והדבר המדהים ביותר הוא שאין צורך בסורקים ליטוגרפיים מודרניים כדי ליצור תריס באורך כזה. כל הרכיבים העדינים הדרושים נוצרים באמצעות תהליכי שקיעה בוואקום.
איך זה קורה? נלקח מצע סיליקון קונבנציונלי. היא משחקת את תפקיד הקרן. הסיליקון אינו משתתף בתהליכים חשמליים בשום צורה, אם כי, תיאורטית, הוא יכול להגן מפני זרמי דליפה. שני שלבים עשויים על שכבת הסיליקון מסגסוגת של טיטניום ופלדיום. על המדרגה העליונה מניחים גיליון של גרפן. זה לא צריך דיוק. זה יושג מאוחר יותר על ידי תחריט קונבנציונלי. שכבה של אלומיניום מחומצן מראש באוויר מונחת על יריעת גרפן. התחמוצת משמשת כמבודד למבנה. לכן, האלומיניום אינו משתתף במעגל החשמלי של הטרנזיסטור, למרות שאין בהירות מלאה בייעוד שכבת האלומיניום.
שדה הערימת האלומיניום נתון לחריטה קונבנציונלית, במהלכה נחשף קצה הגרפן, כולל חיתוך בטנת האלומיניום. זה יוצר שער גרפן באורך 0,34 ננומטר עם טופולוגיה מותאמת במדויק. ממש מעליו נחשף חתך אלומיניום שכבר יכול ליצור חיבור חשמלי עם השער, אבל לא ישיר. בשלב זה, השכבה הדקה ביותר של תחמוצת הפניום, מבודד, מוחלת על שתי המדרגות ועל הדופן הצדדית, מה שלא כולל את החיבור החשמלי של השער עם שאר מבנה הטרנזיסטור ובמיוחד עם תעלת הטרנזיסטור.
שכבה דקה מאוד של מוליבדן דו-חמצני (MoS2) הקרובה לעובי האטומי מונחת על הדיאלקטרי של תחמוצת הפניום. מוליבדן דו חמצני הוא מוליך למחצה, הוא ממלא את התפקיד של ערוץ טרנזיסטור, אשר נשלט על ידי שער בצורה של פרוסת גרפן. כתוצאה מכך נוצר מבנה בעובי של כשני אטומים, עם שער באורך אטום אחד. הניקוז והמקור של הטרנזיסטור הם מגעי מתכת המופקדים על מוליבדן דו חמצני. פתרון אלגנטי לבעיית חוק מור, וככל הנראה, זה יהיה סוף פעולתו, אם נדבר על תהליכים טכניים מסורתיים.
|