Вчені «виростили» одновимірний субнанометровий транзистор

Згідно з довгостроковими планами IEEE, напівпровідникова промисловість до 2027 року освоїть літографію з кроком (вузлом) 0,5 нм при ширині транзистора затвора 12 нм. Вчені з Південної Кореї знайшли можливість вже сьогодні вирощувати дрібніші транзистори, не очікуючи на поліпшення літографічних сканерів. За допомогою нової розробки вони без сканерів навчилися створювати затворний електрод шириною 0,4 нм для роботи з транзисторним каналом шириною 3,9 нм.

У відкритті допомогло виявлення дефектів у кристалічній структурі дисульфіду молібдену (MoS₂ ₎ . За певних умов дефекти можна було контрольовано перевести на металеву фазу. Таким чином, на пластині з’являвся металевий електрод шириною 0,4 нм, який ніякий сканер не зміг відтворити ні сьогодні, ні через 15 років. Дефект з’являється на межі дзеркального поділу між ділянками зростаючої кристалічної підкладки MoS _₂ . Контролюючи епітаксійне зростання підкладки можна досягти перетворення межі розділу на одномірний тонкий металевий електрод.

Вчені з Центру квантових твердих тіл Ван-дер-Ваальса при Інституті фундаментальних наук (IBS) у Теджоні не тільки показали можливість вирощувати одновимірні метали, але й створили за допомогою двовимірні польові транзистори і навіть експериментальні чіпи. З’ясувалося, що електрод затвора шириною 0,4 нм здатний створювати поле (керувати провідністю затвора) на ширину 3,9 нм. Також, незважаючи на атомарну ширину каналу, такий транзистор показав чудову електронну провідність і, отже, буде продуктивним для використання в мікросхемах.

Оскільки структура запропонованого транзистори проста до неймовірності, у нього не буде паразитних ємностей, якими особливо страждають новомодні транзистори з круговим затвором і старі FinFET. Це дасть додатковий виграш за швидкістю перемикання та енергоефективності.

Керівник проекту Чо Мун-Хо (Jo Moon-Ho) сказав: «Одномірна металева фаза, одержувана шляхом епітаксійного зростання, є новим процесом отримання матеріалу, який може бути застосований до ультрамініатюризованих напівпровідникових процесів. Очікується, що в майбутньому він стане ключовою технологією розробки різних малопотужних і високопродуктивних електронних пристроїв».