Нанотранзисторы «с четкими границами» обещают новые возможности

Ультраминиатюрные транзисторы нового поколения с улучшенными характеристиками были разработаны стараниями исследователей из IBM, Университета Пердью и Калифорнийского Университета в Лос-Анджелесе. В результате научных изысканий была разработана технология формирования нанопроводников из различных материалов, с четким, на уровне атомов, разграничением слоев. Такое разграничение является критическим условием при создании высокоэффективных транзисторов.

Для формирования полупроводниковых компонентов часто используются гетерогенные структуры – включающие, например, кремний и германий. Но до сих пор не было возможности получения нанопроводников с четкими границами между слоями этих материалов, диффундировавших друг с другом, тем самым нарушая оптимальные условия для использования их в качестве транзистора. Кроме того, новая технология, в отличие от традиционной, предполагает вертикальное, а не горизонтальное размещение слоев, формирующих транзистор. Эта особенность может помочь в сокращении места, занимаемого каждым логическим вентилем, и обеспечить возможность дальнейшего наращивания количества транзисторов на чипе во славу закона Мура.

На первом этапе процесса сплав алюминия и золота помещается в вакуумную камеру и нагревается до расплавления. Затем в камеру вводят кремний в виде газа, поглощаемый раствором до состояния насыщения. В результате из перенасыщенного раствора формируются кремниевые нанопроводники, «накрытые» сверху каплей сплава, из которого они осели, и структура в целом напоминает гриб. На следующем этапе температуру в камере снижают, и сплав золото-алюминий остывает. После этого цикл можно повторить, например, с газообразным германием, и в результате получить нанопроводник, содержащий слои кремния и германия с четкими границами.

По мнению исследователей, возможности дальнейшего совершенствования традиционных технологий кремниевых полупроводников будут исчерпаны через 5-10 лет, поэтому исследования альтернативных методик формирования транзисторов становятся все более и более актуальными и необходимыми.