211service.com
Ilgas silicio atsisveikinimas
Kažkada per ateinančius dešimtmečius lustų gamintojai nebegalės greičiau pagaminti silicio lustų, supakuodami į lustą mažesnius tranzistorius. Taip yra todėl, kad silicio tranzistoriai bus tiesiog per nesandari ir brangūs, kad būtų galima juos padaryti mažesnius.
Nanojuostos: Indžio arsenido juostelės buvo chemiškai išgraviruotos, kad jos išsiskirtų iš žemiau esančio paviršiaus. Tada juos galima perkelti į silicio plokšteles, kad būtų pagaminti greiti, mažos galios tranzistoriai.
Žmonės, dirbantys su medžiagomis, kurios galėtų sėkmingai gaminti silicį, turi įveikti daugybę iššūkių. Dabar Kalifornijos universiteto Berklyje mokslininkai rado būdą, kaip įveikti vieną iš tokių kliūčių: jie sukūrė patikimą būdą, kaip iš sudėtinės puslaidininkinės medžiagos pagaminti greitus, mažos galios, nanoskopinius tranzistorius. Jų metodas yra paprastesnis ir žada būti pigesnis nei esamų.
Sudėtiniai puslaidininkiai turi geresnes elektrines savybes nei silicis, o tai reiškia, kad iš jų pagamintiems tranzistoriams reikia mažiau galios, kad jie veiktų didesniu greičiu. Šios medžiagos jau naudojamos kai kuriose brangiose nišose, pavyzdžiui, karinėje telekomunikacijų įrangoje, o tai suteikia joms pirmenybę egzotiškesniems galimiems silicio pakaitalams, tokiems kaip grafenas ir anglies nanovamzdeliai.
Tačiau plokštelės iš sudėtinių puslaidininkinių medžiagų taip pat yra labai trapios ir brangios, o tai yra gerai tik ten, kur kaina nesvarbu, sako Ali Javey , elektrotechnikos ir kompiuterių mokslų docentas Kalifornijos universitete Berklyje. Pavyzdžiui, sudėtiniai puslaidininkiai parduodami brangių ryšių lustų, skirtų kariuomenei, rinkoje.
Tyrėjai mano, kad jie gali įveikti šį trapumą ir išlaidas, augindami sudėtinius puslaidininkinius tranzistorius ant atraminės silicio plokštelės – tai triukas, kuris turėtų būti suderinamas su esama gamybos infrastruktūra.
Tačiau sudėtiniai puslaidininkiai negali būti auginami ant silicio – dviejų medžiagų kristalinės struktūros nesutampa, todėl sunku tai padaryti gerai. Berkeley grupė dabar parodė, kad tranzistoriai, pagaminti iš sudėtinių puslaidininkių, gali būti auginami ant kito paviršiaus ir perkeliami į silicio plokštelę. Tai yra patikimas būdas susidoroti su tuo, kad sudėtinius puslaidininkius sunku auginti, sako Jėzus iš Alamo MIT elektros inžinerijos ir kompiuterių mokslų profesorius, kuris nebuvo susijęs su Javey darbu.
Berklio tyrėjai pademonstravo savo techniką naudodami indžio arsenidą. Jie augina medžiagą ant galio antimonido plokštelės, apsaugotos aukojamu viršutiniu aliuminio galio antimonido sluoksniu. Plokštelė leidžia išauginti aukštos kokybės kristalinę indžio arsenido plėvelę, o aukojamas sluoksnis gali būti chemiškai išgraviruotas, išskiriant nanoskalės indžio arsenido juosteles. Tyrėjai paima nanojuosteles guminiu antspaudu ir uždeda ant silicio plokštelės. Silicis suteikia struktūrinę paramą indžio arsenidui. Jis padengtas silicio dioksidu, kuris veiks kaip tranzistorių izoliatorius. Tranzistoriai užbaigiami pastatant metalinius vartus, kad būtų galima įvesti ir išvesti elektrą.
Javey grupė aprašo tokiu būdu pagamintų indžio arsenido tranzistorių veikimą straipsnyje, paskelbtame internete praėjusią savaitę žurnale. Gamta . Javey sako, kad 500 nanometrų ilgio tranzistoriai veikia taip pat gerai, kaip sudėtiniai puslaidininkiniai tranzistoriai, pagaminti naudojant sudėtingesnius metodus. Ir Berkeley grupės indžio arsenido tranzistoriai yra daug greitesni nei jų silicio ekvivalentai, o jiems reikia mažesnės galios – pusės volto, palyginti su 3,3 volto. Jų translaidumas – kaip jie reaguoja į įtampos pokyčius – yra aštuonis kartus geresnis nei tokio dydžio silicio tranzistoriaus. Atsižvelgiant į tai, kaip šie įrenginiai buvo paruošti, šis našumas yra gana įspūdingas, sako MIT elektrotechnikos profesorius Dmitrijus Antoniadis .
Javey pažymi, kad procesas, reikalingas indžio arsenido tranzistorių gamybai, yra panašus į tą, kuris naudojamas gaminant lustų klasę, vadinamą silicio ant izoliatoriaus (SOI) elektronika, kuriai ant kitos medžiagos plokštelės reikia įdėti silicio gabalėlį. gamybos metu. Dėl šios priežasties jis pavadino juos XOI – viskas, kas yra izoliatoriuje.
XOI įrenginių gamybos plokštelių mastu procesas būtų sudėtingesnis nei SOI, nes gali prireikti integruoti keletą skirtingų tipų medžiagų, pagamintų iš skirtingų dydžių plokštelių, sakoma pranešime. Michaelas Mayberry , „Intel“ komponentų tyrimų direktorius. Yra daug būdų, kaip šis procesas gali suklysti, sako jis. Pastaruosius trejus metus „Intel“ tobulino sudėtinių puslaidininkių ant silicio plokštelių auginimo procesus, tarp jų auginant buferinį sluoksnį. Kol kas jie turi naudoti labai storą buferį, kuris trukdo tranzistorių veikimui, tačiau Mayberry teigia, kad įrodė, kad ši koncepcija gali veikti.
Mayberry teigia, kad Javey darbo vertė yra ta, kad jis parodo, kad indžio arsenido tranzistoriai gerai veikia, kai yra sumažėję iki nanoskalės. Mes nežinome, kaip šie įrenginiai elgsis, sako jis. Jis sako, kad teoretikai spėliojo, tačiau nanoskalėje gali atsirasti netikėtų kvantinių efektų.
Javey planuoja padaryti tranzistorius daug mažesnius ir pamatyti, ar jie išlaikys savo našumą. MIT del Alamo ir Antoniadis bando nustatyti galutinį sudėtinių puslaidininkinių tranzistorių mastelį; pora pagamino 30 nanometrų ilgio tranzistorius. Norėčiau pamatyti, kokį medžiagų tobulumą galima pasiekti nedideliu mastu, sako Antoniadis.