Opción Ultrafina al Silicio para la Electrónica Futura

Published on November 22, 2010 at 5:59 PM

hay buenas noticias en la búsqueda para la generación siguiente de semiconductores. Los Investigadores con el Ministerio de los E.E.U.U. de Laboratorio Nacional de Lorenzo Berkeley de la Energía (Laboratorio de Berkeley) y Universidad de California (UC) Berkeley, han integrado con éxito las capas ultrafinas del arseniuro del indio del semiconductor sobre un substrato de silicio para crear un transistor del nanoscale con las propiedades electrónicas excelentes. Una pieza de la familia de semiconductores, arseniuro de III-V del indio ofrece varias ventajas como opción al silicio incluyendo movilidad y la velocidad superiores de electrón, que le hace a un candidato oustanding a los dispositivos electrónicos de alta velocidad, de baja potencia futuros.

“Hemos mostrado una ruta simple para la integración heterogénea de las capas del arseniuro del indio hacia abajo a un espesor de 10 nanómetros en los substratos de silicio,” dice a Ali Javey, científico de la facultad en la División de las Ciencias Materiales del Laboratorio de Berkeley y un profesor de la ingeniería eléctrica y de informática en Uc Berkeley, que llevó esta investigación.

La Fabricación de un dispositivo del óxido del indio (InAs) comienza con a) epitaxial el crecimiento y grabando el ácido InAs en las matrices del nanoribbon que son consiga estampado sobre un substrato del silicio/del sílice (Si/SiO2); b) y c) matrices del nanoribbon de InAs en Si/SiO2; d) y e) superestructuras del nanoribbon de InAs en Si/SiO2.

“Los dispositivos que fabricamos posteriormente fueron mostrados para operatorio cerca de los límites de funcionamiento proyectados de dispositivos de III-V con la corriente mínima del fuga. Nuestros dispositivos también exhibieron rendimiento superior en términos de densidad corriente y transconductancia con respecto a los transistores del silicio de dimensiones similares.”

Para todas sus propiedades electrónicas maravillosas, el silicio tiene limitaciones que han incitado una búsqueda intensa para que los semiconductores alternativos sean utilizados en los dispositivos futuros. Javey y su grupo de investigación se han centrado en los semiconductores compuestos de III-V, que ofrecen propiedades de transporte magníficas del electrón. El reto ha sido encontrar una manera de tapar estos semiconductores compuestos en la tecnología de tramitación establecida, barata usada para producir los dispositivos silicio-basados de hoy. Dado la discordancía grande del cedazo entre los semiconductores del silicio y de pasta de III-V, el incremento hetero-epitaxial directo de III-V en los substratos de silicio es desafiador y complejo, y da lugar a menudo a un en grandes cantidades de defectos.

“Hemos demostrado lo que estamos llamando un ` XOI,' o la plataforma compuesta de la tecnología del semiconductor-en-aislador, que es paralela al ` de hoy SOI,' o plataforma del silicio-en-aislador,” dice Javey. “Usando un método epitaxial de la transferencia, transferimos capas ultrafinas del arseniuro monocristal del indio en los substratos del silicio/del sílice, después los dispositivos fabricados usando técnicas de tramitación convencionales para caracterizar las propiedades del material y del dispositivo de XOI.”

Los resultados de esta investigación se han publicado en la Naturaleza del gorrón, en un papel titulado, “semiconductor compuesto Ultrafino en las capas del aislador para los transistores de alto rendimiento del nanoscale.” Co-Siendo autor del parte con Javey eran Hyunhyub Ko, Kuniharu Takei, Rehan Kapadia, Steven Chuang, Colmillo de Hui, Leu de Paul, Kartik Ganapathi, Elena Plis, Ha Sul Kim, Szu-Ying Chen, Morten Madsen, Alexandra Ford, Yu-Lun Chueh, Sanjay Krishna y Sayeef Salahuddin.

Para hacer sus plataformas de XOI, Javey y sus colaboradores crecieron el arseniuro monocristal del indio que las películas finas (10 a 100 nanómetros de grueso) en un substrato preliminar de la fuente entonces litográfico modelaron las películas en matrices pedidas de nanoribbons. Después de ser quitada del substrato de la fuente a través de una mojado-aguafuerte selectiva de una capa sacrificatoria subyacente, las matrices del nanoribbon fueron transferidas al substrato del silicio/del sílice vía un proceso de estampado.

Javey atribuyó el funcionamiento electrónico excelente de los transistores de XOI a las pequeñas dimensiones de la capa activa de “X” y del papel crítico desempeñados por el arresto del quantum, que sirvió sintonizar la estructura de la banda del material y las propiedades de transporte. Aunque él y su grupo utilizaran solamente el arseniuro del indio como su semiconductor compuesto, la tecnología debe acomodar fácilmente otros semiconductores compuestos de III/V también.

La “investigación Futura sobre la capacidad de conversión a escala de nuestro proceso para el tramitación del fulminante de 8 pulgadas y de 12 pulgadas es necesaria,” Javey dijo.

“Moviendo hacia adelante nos creemos que los substratos de XOI se pueden obtener con un proceso de la vinculación del fulminante, pero nuestra técnica debe permitir fabricar p y el tipo transistores de la n en la misma viruta para la electrónica complementaria basada en los semiconductores óptimos de III-V.

“Además, este concepto se puede utilizar para integrar directamente los fotodiodos del alto rendimiento, los laseres, y los diodos electroluminosos en los substratos de silicio convencionales. Únicamente, esta técnica podría permitirnos estudiar las propiedades de la materia prima de semiconductores inorgánicos cuando el espesor se reduce proporcionalmente solamente a algunas capas atómicas.”

Esta investigación fue financiada en parte por una concesión de LDRD del Laboratorio Nacional de Lorenzo Berkeley, y por el Centro del Enfoque de MARCO/MSD en el MIT, Intel Corporation y el Sensor de Berkeley y el Centro del Actuador.

Last Update: 11. January 2012 18:45

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