Ультратонкие Альтернатива кремния для Future Electronics

Published on November 22, 2010 at 5:59 PM

Там хорошая новость в поисках нового поколения полупроводников. Исследователи с Департаментом США Лоуренса в Беркли энергетики Национальной лаборатории (Berkeley Lab) и университета Калифорнии (UC) Беркли, успешно интегрировали сверхтонкие слои арсенида индия полупроводниковых на кремниевую подложку для создания наноразмерных транзисторов с отличными электронными свойствами . Член III-V семье полупроводников, арсенида индия имеет ряд преимуществ в качестве альтернативы кремния в том числе превосходную подвижность электронов и скорости, что делает его выдающимся кандидатом для будущих высокоскоростных маломощных электронных устройств.

"Мы показали, простой путь для интеграции неоднородных слоев арсенида индия до толщиной 10 нм на подложке кремния," говорит Али Javey, факультет ученый в области материаловедения отдела Лаборатории Беркли наук и профессор электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета в Беркли, который возглавлял это исследование.

Изготовление оксида индия (InAs) устройство начинает с) эпитаксиального выращивания и травления InAs в массивы nanoribbon, которые получают штамп на кремний / диоксид кремния (Si/SiO2) подложки, б) и в) InAs nanoribbon массивов на Si/SiO2, г ) и е) InAs nanoribbon надстроек на Si/SiO2.

"Устройства, которые мы впоследствии сфабрикованы было показано, что работают почти на прогнозируемые пределы производительности III-V устройств с минимальным током утечки. Наше оборудование также показали высокую производительность с точки зрения плотности тока и крутизны по сравнению с кремниевые транзисторы подобных размеров. "

Несмотря на все свои чудесные электронные свойства кремния имеет ограничения, которые вызвали интенсивный поиск альтернативных полупроводников, которые будут использоваться в будущих устройствах. Javey и его исследовательская группа сосредоточили свое внимание на соединения III-V полупроводников, которые показывают превосходные свойства электронного транспорта. Задача в том, чтобы найти способ подключить эти соединения полупроводников в устоявшихся, недорогой технологии обработки используется для производства на основе кремния сегодняшних устройств. Учитывая большое несоответствие между решетки кремния и III-V полупроводников соединение, прямой гетеро-эпитаксиального роста III-V на кремниевых подложках сложной и сложными, и часто приводит к большим количеством дефектов.

"Мы продемонстрировали, что мы называем 'XOI», или полупроводникового соединения-на-изоляторе технологической платформы, то есть параллельно сегодняшней "ГОИН", или кремний-на-изоляторе платформа ", говорит Javey. "Использование эпитаксиального метода передачи, мы передали ультратонких слоев монокристаллического арсенида индия на кремнии / кремнезема субстратов, то сфабрикованы устройств с помощью обычных методов обработки для характеристики материала XOI и свойств устройства."

Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Природа, в документе под названием "ультратонких полупроводниковых соединений на диэлектрических слоев для высокопроизводительных наноразмерных транзисторов." Соавторство отчет с Javey были Hyunhyub Ко, Kuniharu Такеи, Rehan Кападиа, Стивен Чжуан Хуэй Fang, Поль Лей, Картик Ганапати, Елена Плис, Ха-Сул Ким, Сы-Ин Чэнь, Мортен Мадсен, Александра Форда, Ю-Лун Чуе, Санджай Кришны и Sayeef Салахуддин.

Чтобы сделать их XOI платформ, Javey и его сотрудников выросло монокристаллического арсенида индия тонких пленок (от 10 до 100 нанометров) на предварительном подложки источника затем литографическим узорной фильмов в упорядоченные массивы наноленты. После снятия с источником подложки через избирательный мокрого травления жертвенного основной слой, nanoribbon массивы были переданы в кремний / кремний подложки с помощью процесса штамповки.

Javey отнести отличную электронного производительности транзисторов XOI на небольшие размеры активной "X" слой и какую важную роль играет квантования, которые служили для настройки группы материала структура и транспортные свойства. Хотя он и его группа используется только арсенида индия в качестве соединения полупроводников, технология должна легко разместить другое соединение III / V полупроводников, а также.

"Будущие исследования масштабируемости нашего процесса для 8-дюймовых и 12-дюймовые пластины обработка необходима," Javey сказал.

"Двигаясь вперед, мы полагаем, что XOI субстратов могут быть получены через процесс связи лепешку, но наша техника должна позволить, чтобы изготовить как р-и п-типа транзисторов на одном чипе для дополнительной электроники на основе оптимального III-V полупроводников.

"Кроме того, эта концепция может быть использована напрямую интегрировать высокой производительности фотодиодов, лазеры и светодиоды на обычных кремниевых подложках. Уникально, этот метод может позволить нам изучить основные свойства материала неорганических полупроводников, когда толщина уменьшено, чтобы всего лишь несколько атомных слоев. "

Это исследование было профинансировано частично LDRD грант Национальной лаборатории Лоренса Беркли, а MARCO / MSD Фокус центра при Массачусетском технологическом институте, корпорации Intel и Беркли датчиков и приводов центр.

Last Update: 7. October 2011 04:05

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit