English
version

Новости

15 декабря 2017

Imec с партнерами совершили революционный прорыв и сняли преграды на пути использования полевых транзисторов из двумерных материалов в приборах высокопроизводительной логики

15 декабря 2017 года — На ежегодном технологическом форуме Imec Technology Forum USA, проводившемся в Сан-Франциско летом этого года, ведущий мировой центр исследований и инноваций в нано-электронике и цифровых технологиях imec объявил, о том, что группа исследователей, объединяющая специалистов imec и ученых из Лёвенского католического университет в Бельгии и Пизанского университета в Италии, осуществила первую сооптимизацию материал-прибор-схема в полевых транзисторах (FET) на основе двумерных кристаллов для высокопроизводительных логических приложений с технологическим процессом менее 10 нм. Imec также представил новые разработки, которые позволят использовать монослойные двумерные материалы, что сохранит действие закона Мура при длинах затворов ниже 5 нм.

Двумерные материалы (2D-материалы) — семейство материалов, из которых формируются двумерные кристаллы, — могут быть использованы для создания абсолютного транзистора с толщиной канала на уровне одного атома и длиной затвора в несколько нанометров. Ключевым драйвером, позволявшим отрасли следовать закону Мура и продолжать производство всё более мощных чипов, было постоянное уменьшение длины затвора. Для противостояния возникающим отрицательным эффектам при использовании короткого канала, производители чипов уже перешли от планарных транзисторов к транзисторам с затвором-плавником (FinFET). В настоящее время внедряются и другие транзисторные архитектуры, такие как нанопроволочные полевые транзисторы (nanowire FET). Доклад, опубликованный сотрудниками imec, развивает тему транзисторных архитектур, в этой работе двумерные материалы становятся одним из основных кандидатов на материал для использования в канале транзистора.

Для того, что вписать полевые транзисторы на основе двумерных материалов в дорожную карту масштабирования полупроводниковых технологий, важно понять, как характеристики этих материалов соотносятся с их поведением в цифровых схемах. В статье, опубликованной в журнале научных докладов Scientific Reports, ученые из imec и их коллеги представили рекомендации о том, как выбирать материалы, проектировать приборы и оптимизировать их производительность с тем, чтобы создать схемы, отвечающие требованиям к высокопроизводительным логическим чипам на уровнях ниже 10 нм. Результаты их исследования показали, что есть необходимость использования двумерных материалов с анизотропией и меньшей эффективной массой в направлении передачи. Используя один из таких материалов — монослойный черный фосфор — исследователи представили новые конструкции устройств, открывающие путь к еще большему расширению действия закона Мура на длины затворов менее 5 нм. Эти конструкции демонстрируют, что при длинах затворов на уровнях менее 5 нм учёт двумерных электростатических явлений, возникающих из-за конструкции стека затвора, представляет собой более сложный процесс, нежели прямое туннелирование исток-сток. Эти результаты очень обнадёживают, потому что в случае трехмерных полупроводников, таких как кремний (Si), такое агрессивное уменьшение длины затвора практически невозможно.

«Двумерные материалы и обеспечиваемые ими размеры с точностью до атома обещают стать ключевыми материалами для будущих инноваций. Дальнейшие научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы открывают возможности в таких областях, как фотоника, оптоэлектроника, (био-)зондирование, хранение энергии, фотовольтаика и уменьшение размера транзисторов. Многие из этих возможностей уже продемонстрированы в лабораториях», — рассказал Юлиана Раду (Iuliana Radu), заслуженный член технической команды imec. «Наши последние результаты, представленные в журнале Scientific Reports, показывают, как двумерные материалы могут использоваться для масштабирования полевых транзисторов на самые передовые технологические уровни».

Результаты научной работы были опубликованы в журнале Scientific Reports: Т. Агарваль (T. Agarwal), Дж. Фьори (G. Fiori), Б. Соре (B. Soree), Ю. Раду (I. Radu), П. Рагаван (P. Raghavan), Дж. Янекон (G. Iannaccone), У. Дехен (W. Dehaene), М. Хейнс (M. Heyns) — Сооптимизация вещество-прибор-схема для полевых транзисторов на основе двумерных материалов для сверх-миниатюрных технологических процессов — Material-Device-Circuit Co-optimization of 2D Material based FETs for Ultra-Scaled Technology Nodes (SREP-16-50433) www.nature.com/articles/s41598-017-04055-3

Эта работа была поддержана отраслевыми программами imec по фундаментальным исследованиям усовершенствования КМОП, включая ключевых партнеров GlobalFoundries, Huawei, Intel, Micron, Qualcomm, Samsung, SK Hynix, Sony Semiconductor Solutions и TSMC, а также за счет проекта Европейского Союза по изучению графена «Флагман» (контракт № 696656).

Об imec

Imec — ведущий мировой исследовательский и инновационный центр в области наноэлектроники и цифровых технологий. Уникальность imec обусловлена сочетанием широко известного лидерства в области технологий изготовления микросхем и большого опыта в области программного обеспечения и информационных технологий. Используя инфраструктуру мирового класса, локальную и глобальную экосистему партнеров во множестве отраслей, imec создает прорывные инновационные технологии в таких областях, как здравоохранение, умные города и мобильность, логистика и производство, энергетика.

Будучи надежным партнером для компаний, стартапов и университетов, imec объединяет около 3500 блестящих умов из более чем 75 стран. Штаб-квартира imec находится в Лёвене, Бельгия, а распределённые исследовательские группы работают в ряде фламандских университетов, в Нидерландах, на Тайване, в США, Китае и в офисах в Индии и Японии. В 2016 году выручка imec (P & L) составила 496 миллионов евро.

Оригинал этой статьи

Теги
Мы в соцсетях