Rūpniecība

10 000 tranzistori vienā mikroshēmā

10 000 tranzistori vienā mikroshēmā

[caption id = "attachment_828" align = "aligncenter" width = "640"] Izmantojot šo pieeju, IBM ir parādījis viena miljarda oglekļa nanocaurules uz kvadrātcentimetru izvietojuma blīvumu - tādējādi radot iespēju iegūt dramatiski mazākas, ātrākas un efektīvākas datoru mikroshēmas. [Attēlu avots: IBM ] [/ paraksts]

Dramatiski mazāku, ātrāku un jaudīgāku datoru mikroshēmu ražošana - un tas nozīmē, ka mazāki, ātrāki un jaudīgāki datori - ir tuvāk realitātei, pateicoties oglekļa nanocaurulīšu tranzistoru ražošanas attīstībai pie IBM. Pirmo reizi vairāk nekā desmit tūkstoši funkcionējošu tranzistoru, kas izgatavoti no nano izmēra oglekļa caurulēm, ir precīzi ievietoti un pārbaudīti vienā mikroshēmā, izmantojot standarta pusvadītāju procesus.

Oglekļa nanocaurules ir jauna pusvadītāju materiālu klase. To elektriskās īpašības ļauj elektroniem pārvietoties vieglāk un ātrāk nekā parastās silīcija ierīces. Nanocaurules ir ideāla forma tranzistoriem atomu mērogā. Unikālo īpašību apvienojums ar jaunām mikroshēmu dizaina arhitektūrām nozīmē stabilu vidi miniatūrām inovācijām nākamās desmitgades laikā.

Nanotuburu tranzistoru ražošanā pastāvēja šķēršļi. IBM izstrādāja unikālu metodi to pārvarēšanai, pamatojoties uz jonu apmaiņas ķīmiju. Šis process ļauj precīzi un kontrolēti izlīdzinātas oglekļa nanocaurules novietot uz substrāta ar lielāku blīvumu - par divām pakāpēm lielākas nekā iepriekšējie eksperimenti. Tas ļauj kontrolēti izvietot atsevišķas nanocaurules, kuru blīvums ir aptuveni miljards uz kvadrātcentimetru.

[caption id = "attachment_827" align = "aligncenter" width = "649"] Oglekļa nanocaurules, kas nesatur ķīmiju, lielā mērā ir bijušas laboratorijas kuriozas, ciktāl tas attiecas uz mikroelektronikas lietojumiem. Oglekļa nanocaurules (attēlā šķīdumā) dabiski nāk kā metālisku un pusvadītāju sugu sajaukums. Ierīces darbībai ir noderīgas tikai pusvadošās caurules, kurām pēc būtības ir pilnībā jānoņem metāliskās caurules, lai novērstu kļūdas ķēdēs. [Attēlu avots:IBM ] [/ paraksts]

Process sākas ar oglekļa nanocaurulīšu apvienošanu ar virsmaktīvo vielu, sava veida ziepēm, kas padara tās šķīstošas ​​ūdenī. Tad substrāts tiek izveidots, izmantojot divus oksīdus ar tranšejām, kas izgatavotas no ķīmiski modificēta hafnija oksīda (HfO2) un pārējais silīcija oksīds (SiO2). Substrāts beidzot tiek iegremdēts oglekļa nanocaurulīšu šķīdumā, kur nanocaurules ar ķīmisko saiti piestiprinās HfO2 reģioniem, un pārējā virsma paliek tīra.

Supratik Guha, IBM Research fizisko zinātņu direktors rezumē: "Oglekļa nanocaurules, kas nesatur ķīmiju, lielā mērā ir bijušas laboratorijas intereses, ciktāl tas attiecas uz mikroelektroniskām lietojumprogrammām. Mēs mēģinām pirmos soļus virzīties uz tehnoloģiju, izgatavojot oglekļa nanocaurules tranzistorus parastajā vafeļu ražošanas infrastruktūrā."


Skatīties video: The Geography of Genius. Eric Weiner. Talks at Google (Janvāris 2022).