Інженери розробили транзистор зі сплаву германію і олова, сумісний з сучасним виробництвом мікросхем, для подолання обмеження на масштабування кремнієвих пристроїв.
Німецькі інженери з Юліхського дослідницького центру розробили транзистор нового типу зі сплаву германію і олова. Носії заряду рухаються в цьому матеріалі швидше, ніж в кремнії або германії, що дозволяє пристрою працювати при більш низьких напругах. Технологію пропонують використовувати для створення малопотужних високопродуктивних чіпів.
Вже деякий час дослідники по всьому світу шукають заміну кремнію, основного матеріалу, що використовується в напівпровідниковій промисловості. Частина робіт зосереджена на використанні в якості нового матеріалу германію. Електрони в такому матеріалі рухаються швидше, ніж в кремнії.
Німецькі вчені знайшли спосіб ще більше оптимізувати електронні властивості матеріалу. Для цього вони включили атоми олова в кристалічну решітку германію. В експериментах транзистор з цього сплаву показав рухливість електронів в 2,5 раза вище, ніж у аналогічного пристрою з чистого германію.
Знімки транзистора з германію і олова під електронним мікроскопом: структура повторює геометрію тривимірної нанопроволоки, використовуваної в комп’ютерних процесорах останнього покоління. Зображення: Forschungszentrum Julich
Ще однією перевагою нового сплаву матеріалу є те, що він сумісний з існуючим КМОП-процесом виготовлення мікросхем. Германій і олово відносяться до тієї ж основної групи періодичної таблиці, що і кремній. Тому транзистори з цього сплаву можна інтегрувати у звичайні кремнієві мікросхеми на існуючих виробничих лініях, відзначають інженери.
Кремнієва мікроелектроніка наближається до межі можливостей: кількість транзисторів на кристалі подвоювалася приблизно кожні два роки і подальше масштабування обмежена фізичними можливостями. Альтернативний напівпровідник, в якому носії заряду рухаються швидше, дозволить створювати більші пристрої з тими ж властивостями. У разі успішного масштабування технології виробництва транзистор з германію і олова може стати такою альтернативою.