Експериментальна структура нового германієвого транзистора, виготовленого з поширених напівпровідникових матеріалів, може стати тим, що дозволить у декілька разів збільшити продуктивність мікропроцесорів обчислювальної техніки.

Цей новий транзистор, розроблений у Лабораторії технологій мікросистем (Microsystems Technology Laboratories, MTL) Массачусетського технологічного інституту, має швидкість роботи, яка у два рази перевищує швидкість попереднього варіанту експериментального германієвого транзистора, який, у свою чергу, по швидкості роботи перевершував у два рази найкращі варіанти комерційних кремнієвих транзисторів.

Новий транзистор p-типу виготовлений із сплавів германію, які досить широко використовуються зараз у виробництві напівпровідникових чипів. Таким чином, чипи на основі нових транзисторів можна випускати за допомогою існуючих технологічних процесів виробництва напівпровідників і на існуючому технологічному обладнанні, не піддаючи обладнання істотним переробкам, чого не можна сказати про транзистори з більш екзотичних матеріалів, наприклад, з вуглецевих нанотрубок чи графену.

Новий транзистор має структуру з трьома затворами (trigate), яка дозволяє позбутися деяких проблем, що виникають у сучасній мікроелектроніці при надзвичайно малих рівнях мініатюризації електронних приладів. Як вже говорилося вище, новий транзистор є транзистором p-типу, заряд всередині якого переноситься за рахунок руху так званих "електронних дірок", свого роду електронних пустот, утворених у кристалічній решітці напівпровідникового матеріалу за допомогою введення певних домішок.

Дослідники домоглися більш високої швидкості роботи, тобто більш високої частоти перемикання, піддаючи деякі елементи германієвого транзистора свого роду механічному напруженню. Це механічне напруження деформує кристалічну ґратку германія, зближує атоми у вузлах ґратки, що дозволяє електронним діркам пересуватися у матеріалі з більшою швидкістю. Для того, що б зробити це, дослідники виростили шар германію зверху "бутерброда" з шарів кількох видів кремнію. Атоми германію природним шляхом намагаються впорядкуватися відносно атомів кремнію у нижніх шарах, це призводить до зміщення атомів германію і виникненню механічної напруженості германієвого кристала.

Ці "напружені" шари весь час прагнуть зламатися. Але ми розробили кілька унікальних методів, що дозволяють вирощувати ці механічно напружені шари, які зберігають свої властивості тривалий час без виникнення будь-яких дефектів" - розповідає Джеймс Тегерані (James Teherani), дослідник з Массачусетського технологічного інституту.

Другим компонентом, що забезпечує високу швидкість роботи нового германієвого транзистора, є його структура з трьома затворами. Власне канал транзистора знаходиться вище площини самого чипа, дослідники порівнюють це з поїздом, що стоїть на рейках. А всі три затвори "обгорнуті" навколо трьох зовнішніх площин каналу, що забезпечує можливість надійного керування потоком електронних дірок, носіїв заряду, крізь канал транзистора.

Робота дослідників з Массачусетського технологічного інституту по створенню високошвидкісного германієвого транзистора була проведена на замовлення Управління перспективних дослідницьких програм Пентагону DARPA і за підтримки компанії Semiconductor Research Corporation.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: dailytechinfo.org