Механика в электронике: растянутый кремний станет основой будущих микросхем

Для чипов с более меньшим энергопотреблением и высокой производительностью общими усилиями университета Пауля Шеррера и Швейцарской высшей технической школы Цюриха создан способ, разрешающий вырабатывать в слое кремния проводники шириной 30 нм с высочайшим механическим напряжением – 7,6 ГПа на протяжении оси. Такие наноструктуры способны значительно улучшить характеристики микросхем за счёт понижения паразитных ёмкостей и токов утечки.

До сих пор главной прогресс в вычислительной технике был связан с уменьшением размеров самих микротранзисторов. Наряду с этим с каждым новым поколением методы увеличения тактовой снижения и частоты микросхем тепловых утрат энергии становились всё более изощрёнными.

К примеру, преодоление в 2006 году предела в 50 нм потребовало качественной модификации – затворы полевых транзисторов в CMOS-микросхемах, делаемых по технологическим нормам 45 нм и менее, стали изготавливаться с применением тантала и гафния (обозначаются high-k диэлектрик).

Швейцарский коллектив отправился по иному пути. Группой учёных была предпринята попытка сократить тепловые утраты на участках соединений между микротранзисторами путём улучшения полупроводниковых особенностей самого материала.

Механика в электронике: растянутый кремний станет основой будущих микросхем

Образование мостика шириной 30 нм при растяжении кремниевой пластины (фото: Paul Scherrer Institut / R. Minamisawa)

На первой стадии употребляется кремниевая подложка, уже находящаяся в состоянии маленького механического напряжения. После этого посредством серии и выборочного травления совершенно верно подобранных механических действий формируется кремниевый мостик – наноразмерный полупроводник, участки громаднейшего напряжения в котором приходятся на самый узкий участок.

Растяжение кремния в мостиках повышает мобильность электронов на этом месте, а микротранзисторы смогут переключаться стремительнее. В самой процедуре растяжения кремния нет чего-то необычного – достаточно приложить адекватное упрочнение в нужном направлении. Волшебство начинается с того момента, в то время, когда из растянутой на 4,5 процента от начального размера кремниевой пластины изготавливают микросхему, мешая обратному сжатию.

Вдвойне радует то, что способ оказался отлично совместимым с существующими промышленными разработками. Не обращая внимания на своеобразие подхода, его внедрение не потребует значительных модификаций этапов производства.

Случайное видео:


Интересные записи: