imec פיתחה טכנולוגיה לייצור טרנזיסטורים ברוחב של 5 ננומטר

16 יולי, 2017

הטכנולוגיה מבוססת על שימוש בחומרים דו-מימדיים מהסוג של גרפן, שבהם נוצר מרקם גבישי בגובה של שכבת אטומים אחת בלבד

Share via Whatsapp
Imec Semiconductors Technology

מכון המחקר האירופי שמרכזו בבלגיה, imec, חשף טכנולוגיה חדשה המאפשרת לייצר טרנזיסטורי FET בעלי תכונות משופרות, אשר ניתן ליצרם גם ברוחבי צומת של 5 ננומטר. הטכנולוגיה שפותחה במסגרת מחקר משותף עם אוניברסיטת פיזה באיטליה, נחשפה במאמר מדעי שהתפרסם באתר Scientific Reports של המגזין המדעי Nature.

Graphene Simulation
יריעת גרפן. מקור: ויקיפדיה

הגורם המרכזי שדחף את תהליך המיזעור של הטרנזיסטורים (חוק מור) היה תהליך ההקטנה בגודל הצומת הנמצא בליבו של כל טרנזיסטור. אלה שבגדלים הקטנים, החל מכמה עשרות ננומטרים, מתחילים להתמודד עם בעיות כמו זליגה המונעות את המשך תהליך המיזעור. כדי להתמודד עימן פותח המבנה האנכגי של טרנזיטורי FinFET, שמהם מיוצרים כיום השבבים המתקדמים ביותר.

המחקר שפורסם מציג דרך חדשה לפתח את הדור הבא של טרנזיסטורי FinFET בהתבסס על חומרים דו-מימדיים (2D materials). מדובר בחומרים המייצרים גבישים בעלי שכבה אחת בלבד של אטומים. מאז שנת 2004 שבה בוצע האיפיון והמיצוי של הגרפן (Graphene), שהוא גביש דו-מימדי של הפחמן, נעשו מחקרים רבים באיתור ומיצוי חומרים דו-מימדיים. הם מאופיינים בחוזק פיזי, בעלי תכונות חשמליות מיוחדות ונחשבים לחיוניים בפיתוח רכיבים עתידיים בתחומי השבבים, התאים הפוטו-וולטאיים, אלקטרודות לסוללות וייצור מסננים לטיהור מים. עד היום זוהו כ-700 חומרים דו-מימדיים חדשים.

מעבר למחסום הסיליקון

במסגרת המאמר שפורסם, מתארים חוקרי imec, את האופן שבו יש לבצע את בחירת החומר הדו-מימדי הנכון לכל טרנזיסטור בהתאם למאפיינים שלו, באופן שיאפשר לייצר טרנזיסטורים בעלי רוחב צומת קטן מ-10 ננומטר. להערכתם החומרים האלה ישמשו בסיס לטרנזיסטורים שייוצרו בתהליך שהוא אפילו קטן מ-5 ננומטר.  "יכולת מיזעור כזאת היא בלתי אפשרית כיום באמצעות שימוש בסיליקון". במסגרת המחקר, הוצג תכנון של טרנסיטור שבו נעשה שימוש בחומר מסוג monolayer black phosphorus, אשר עמד בדרישות של טרנזיסטור למעל עיבוד לוגי גם ברוחב צומת של 5 ננומטר.

המחקר בוצע במימון משותף של GlobalFoundries, Huawei, Intel, Micron, Qualcomm, Samsung, SK Hynix, Sony ,TSMC והאיחוד האירופי.

2D Materials-Based Field-Effect Transistors
מבנה של טרנזיסטור FET המיוצר באמצעות חומר דו-מימדי

 

פורסם בקטגוריות: חדשות , סמיקונדקטורס