Industrie

10.000 transistors op een enkele chip

10.000 transistors op een enkele chip

[caption id = "attachment_828" align = "aligncenter" width = "640"] IBM heeft met deze benadering een plaatsingsdichtheid van een miljard koolstofnanobuisjes per vierkante centimeter aangetoond - en daarmee de weg vrijgemaakt voor aanzienlijk kleinere, snellere en efficiëntere computerchips. [ Afbeeldingsbron : IBM ][/onderschrift]

De productie van aanzienlijk kleinere, snellere en krachtigere computerchips - en dat betekent kleinere, snellere en krachtigere computers - komt dichter bij de realiteit als gevolg van een vooruitgang in de fabricage van koolstof nanobuisjes transistor bij IBM. Voor het eerst zijn meer dan tienduizend werkende transistors gemaakt van nanobuizen van koolstof nauwkeurig geplaatst en getest in een enkele chip met behulp van standaard halfgeleiderprocessen.

Koolstof nanobuisjes zijn een nieuwe klasse halfgeleidermaterialen. Door hun elektrische eigenschappen kunnen elektronen gemakkelijker en sneller bewegen dan conventionele siliciumapparaten. Nanobuisjes zijn ook de ideale vorm voor transistors op atomaire schaal. De combinatie van unieke kwaliteiten in combinatie met nieuwe architecturen voor chipontwerp betekent een robuuste omgeving voor innovatie op miniatuurschaal in het komende decennium.

Er waren bestaande belemmeringen voor de productie van nanobuis-transistors. IBM ontwikkelde een unieke methode om ze te overwinnen, gebaseerd op ionenuitwisselingschemie. Het proces maakt nauwkeurige en gecontroleerde plaatsing mogelijk van uitgelijnde koolstofnanobuisjes op een substraat met een hogere dichtheid - twee orden van grootte groter dan eerdere experimenten. Hierdoor kunnen individuele nanobuisjes gecontroleerd worden geplaatst met een dichtheid van ongeveer een miljard per vierkante centimeter.

[caption id = "attachment_827" align = "aligncenter" width = "649"] Koolstofnanobuisjes, ontstaan ​​uit de chemie, zijn grotendeels laboratoriumcuriositeiten geweest voor zover het micro-elektronische toepassingen betreft. Koolstofnanobuisjes (afgebeeld in oplossing) zijn van nature een mix van metallische en halfgeleidende soorten. Voor de werking van het apparaat zijn alleen het halfgeleidende type buizen nuttig, wat in wezen volledige verwijdering van de metalen buizen vereist om fouten in circuits te voorkomen. [Afbeeldingsbron:IBM ][/onderschrift]

Het proces begint met het combineren van koolstofnanobuisjes met een surfactant, een soort zeep waardoor ze oplosbaar zijn in water. Het substraat wordt vervolgens gemaakt met behulp van twee oxiden met sleuven gemaakt van chemisch gemodificeerd hafniumoxide (HfO2) en de rest van siliciumoxide (SiO2). Het substraat wordt tenslotte ondergedompeld in de koolstof nanobuisjes-oplossing waar de nanobuisjes zich via een chemische binding aan de HfO2-gebieden hechten en de rest van het oppervlak schoon blijft.

Supratik Guha, directeur Fysische Wetenschappen bij IBM Research vat de vooruitgang samen: "Koolstofnanobuisjes, ontstaan ​​uit de chemie, zijn grotendeels laboratoriumcuriositeiten geweest voor zover het micro-elektronische toepassingen betreft. We proberen de eerste stappen op weg naar een technologie door transistors van koolstofnanobuisjes te fabriceren binnen een conventionele infrastructuur voor het maken van wafels,"


Bekijk de video: Chip Challenges At 32nm (Juli- 2021).