भविष्य इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए ultrathin सिलिकॉन के लिए वैकल्पिक

Published on November 22, 2010 at 5:59 PM

खोज में अर्धचालक की अगली पीढ़ी के लिए अच्छी खबर है. साथ शोधकर्ताओं ऊर्जा लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला के अमेरिकी विभाग (बर्कले लैब) और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के बर्कले (यूसी), सफलतापूर्वक एक सिलिकॉन सब्सट्रेट पर अर्धचालक आर्सेनाइड ईण्डीयुम के अति पतली परतों एकीकृत उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनिक गुणों के साथ एक nanoscale ट्रांजिस्टर बनाने . III-V अर्धचालकों के परिवार के एक सदस्य, ईण्डीयुम आर्सेनाइड बेहतर इलेक्ट्रॉन गतिशीलता और वेग, जो इसे भविष्य के उच्च गति, कम बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक oustanding उम्मीदवार बनाता सहित सिलिकॉन के लिए एक विकल्प के रूप में में कई लाभ प्रदान करता है है.

अली Javey, बर्कले लैब सामग्री विज्ञान डिवीजन में एक संकाय वैज्ञानिक और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और कंप्यूटर विज्ञान के एक प्रोफेसर कहते हैं, "हम आर्सेनाइड ईण्डीयुम परतों के विषम सिलिकॉन substrates पर 10 नैनोमीटर का एक मोटाई के लिए नीचे एकीकरण के लिए एक सरल मार्ग दिखाया है" UC बर्कले, जो इस शोध का नेतृत्व.

एक ईण्डीयुम ऑक्साइड डिवाइस (आई एन ए एस) Fabricating) epitaxially बढ़ रही है और है कि एक सब्सट्रेट / सिलिकॉन सिलिका (Si/SiO2) पर मुहर लगाई जाती nanoribbon सरणियों में इनस नक़्क़ाशी के साथ शुरू होता है, ख) और ग) Si/SiO2 पर इनस nanoribbon सरणियों, घ ) और ई) इनस nanoribbon Si/SiO2 पर superstructures.

"Drivers में हम बाद में गढ़े के लिए कम से कम रिसाव वर्तमान के साथ III-V उपकरणों की अनुमानित प्रदर्शन सीमा के निकट संचालित करने के लिए दिखाया गया है. हमारे उपकरणों को भी वर्तमान घनत्व और transconductance के मामले में बेहतर प्रदर्शन के प्रदर्शन के रूप में इसी तरह के आयामों की सिलिकॉन ट्रांजिस्टर की तुलना में. "

अपने सभी चमत्कारिक इलेक्ट्रॉनिक गुणों के लिए, सिलिकॉन सीमाओं कि वैकल्पिक भविष्य के उपकरणों में इस्तेमाल किया जा अर्धचालक के लिए एक गहन खोज प्रेरित है. Javey और अपने शोध समूह यौगिक III-V अर्धचालक, जो शानदार इलेक्ट्रॉन परिवहन गुण सुविधा पर ध्यान केंद्रित किया है. चुनौती के लिए अच्छी तरह से स्थापित, कम लागत प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी आज सिलिकॉन आधारित उपकरणों का उत्पादन किया में इन यौगिक अर्धचालकों plugging की एक रास्ता खोजने के लिए किया गया है. सिलिकॉन और III-V यौगिक अर्धचालकों के बीच बड़े जाली बेमेल को देखते हुए, सिलिकॉन substrates पर प्रत्यक्ष असमलैंगिक epitaxial-III वी के विकास चुनौतीपूर्ण और जटिल है, और दोष के एक उच्च मात्रा में अक्सर परिणाम है.

"हम दिखा दिया है क्या हम एक 'XOI,' या यौगिक अर्धचालक-on-विसंवाहक प्रौद्योगिकी मंच ', सोइ है कि आज के समानांतर है या सिलिकॉन-on-विसंवाहक मंच बुला रहे हैं" Javey कहते हैं. "एक epitaxial हस्तांतरण पद्धति का उपयोग करके, हम एकल क्रिस्टल सिलिकॉन सिलिका / substrates पर ईण्डीयुम आर्सेनाइड के ultrathin परतों, तो गढ़े पारंपरिक प्रसंस्करण की तकनीक का उपयोग करने में XOI सामग्री और डिवाइस गुण विशेषताएँ उपकरणों स्थानांतरित कर दिया."

इस शोध के परिणाम नेचर पत्रिका में प्रकाशित किया गया है एक शीर्षक, "ultrathin उच्च प्रदर्शन nanoscale ट्रांजिस्टर के लिए यौगिक इन्सुलेटर परतों पर अर्धचालक." सह संलेखन Javey के साथ रिपोर्ट Hyunhyub Ko, Kuniharu Takei, रेहान कपाड़िया अखबार में, स्टीवन चुआंग हुई फेंग, पॉल लियू, कार्तिक Ganapathi, ऐलेना Plis, हा Sul किम, Szu - यिंग चेन, मोर्टेन Madsen, एलेक्जेंड्रा फोर्ड, यू Lun Chueh, संजय कृष्ण और Sayeef सलाहुद्दीन.

उनके XOI प्लेटफार्मों बनाने, Javey और उनके सहयोगियों एक प्रारंभिक स्रोत तो पत्थर के छापे से छापने nanoribbons के आदेश सरणियों में फिल्मों नमूनों सब्सट्रेट पर एकल क्रिस्टल आर्सेनाइड ईण्डीयुम पतली फिल्मों (10 से 100 नैनोमीटर मोटी) की वृद्धि हुई. एक अंतर्निहित बलि परत के एक चयनात्मक नक़्क़ाशी गीला के माध्यम से स्रोत सब्सट्रेट से हटाया जा रहा है के बाद, nanoribbon arrays एक मुद्रांकन प्रक्रिया के माध्यम से सब्सट्रेट / सिलिकॉन सिलिका के लिए हस्तांतरित किया गया.

Javey सक्रिय "एक्स" परत और क्वांटम कारावास, जो सामग्री के बैंड संरचना और परिवहन गुण धुन सेवा के द्वारा निभाई गई महत्वपूर्ण भूमिका के छोटे आयामों को XOI ट्रांजिस्टर के उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनिक प्रदर्शन को जिम्मेदार ठहराया. हालांकि उन्होंने और उनके समूह केवल उनके मिश्रित अर्धचालक के रूप में ईण्डीयुम आर्सेनाइड, प्रौद्योगिकी आसानी से अन्य यौगिक / III V अर्धचालकों के रूप में अच्छी तरह से समायोजित करना चाहिए.

"8 इंच और 12 इंच वफ़र प्रसंस्करण के लिए हमारी प्रक्रिया के scalability पर भविष्य के अनुसंधान की जरूरत है" Javey कहा.

"आगे बढ़ने हमें विश्वास है कि XOI substrates के एक वफ़र संबंधों की प्रक्रिया के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है है, लेकिन हमारी तकनीक यह संभव बनाना चाहिए दोनों पी और n-प्रकार पूरक इष्टतम-III V अर्धचालकों पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक ही चिप पर ट्रांजिस्टर.

"इसके अलावा, इस अवधारणा के लिए परंपरागत सिलिकॉन substrates पर सीधे एकीकृत उच्च प्रदर्शन photodiodes, लेज़रों, और प्रकाश उत्सर्जक डायोड इस्तेमाल किया जा कर सकते. विशिष्ट, इस तकनीक हमें अकार्बनिक अर्धचालक की मूल सामग्री के गुण मोटाई नीचे केवल कुछ परमाणु परतों को बढ़ाया है अध्ययन करने के लिए सक्षम हो सकता है. "

इस अनुसंधान में भाग लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी से एक LDRD अनुदान द्वारा वित्त पोषित किया गया था, और मार्को / एमएसडी एमआईटी, इंटेल कॉर्पोरेशन और बर्कले संवेदक और Actuator केंद्र पर फोकस केंद्र द्वारा.

Last Update: 4. October 2011 06:04

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