قفزة نوعية في الترانزستورات

يقوم الباحثون بتطوير مركبات جديدة للعزل

التركيب الجزيئي لمادة الانطلاق المعدنية العضوية ، مشتق من أكسيد الهافنيوم. © RUB
قراءة بصوت عال

تعارض رغبة صناعة الكمبيوتر في الترانزستورات الأصغر حجمًا حقيقة المواد العازلة: كانت تستخدم سابقًا للترانزستورات مع فيلم رقيق من ثاني أكسيد السيليكون غير موصل (SiO 2) ، بأقصى سماكة طبقة ممكنة تبلغ حوالي 1.4 نانومتر ، ومع ذلك ، يمكن أن تحدث تيارات تسرب. طور الباحثون الآن مركبًا جديدًا ، يُطلق عليه أكسيد الهافنيوم العضوي (HfO2) ، والذي يستخدم بشكل أفضل لعزل الترانزستورات.

كما يكتب العلماء في المجلة الأمريكية على الإنترنت "Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology" ، يمكن تطبيقها على الأسطح ، وبالتالي تجنب التيارات التسرب.

مع جزيئات الهافنيوم إلى النجاح

يقوم فريق في قسم الكيمياء غير العضوية بجامعة روهر بوخوم برئاسة أنجانا ديفي ، أدريان ميلانوف ، مالتي هيلفيغ وراغوناندان بهاكتا ، بالبحث منذ نوفمبر 2002 حول إنتاج مادة عازلة يمكن استخدامها لطلاء الأسطح للمكونات الإلكترونية بشكل أكثر فعالية من ثاني أكسيد السيليكون.

اكتشفت المجموعة أكسيد الهافنيوم العضوي المعدني (HfO2) ، وهو ما يسمى بـ "المواد عالية k" ، والتي يمكن تطبيقها أكثر سمكًا من SiO2 على الرغم من الأسطح الترانزستور الصغيرة. وبالتالي يمكن تجنب التيارات التسرب. في مفاعل صناعي في يوليش ، استخدموا عمليات ترسيب البخار الكيميائي (CVD) وطلاء ترسيب الطبقة الذرية (ALD) لإنتاج طبقات رقيقة من HfO2. قاموا بتسخين جزيئات الهافنيوم لاستخراج المكون HfO2 الصلب من الغاز الناتج. بالإضافة إلى أكسيد الهافنيوم ، فإن أكسيد الزركونيوم (ZrO2) هو أيضًا بديل واعد لـ SiO2.

جائزة المخترع والسمعة الدولية

بفضل نتائج بحثها ، حصلت AG على جلسة استماع وطنية ودولية: فازت في مسابقة المخترعين لعام 2005 من RUB ، والتي أصدرتها RUBITEC (مجتمع الابتكار والتكنولوجيا في RUB) منذ عام 2003. جنبا إلى جنب معها ، قدمت طلب براءة اختراع للاكتشاف في عام 2006. عرض

في أحدث معالجاتهم ، تستخدم شركتا الكمبيوتر Intel و IBM بالفعل HfO2 كأكسيد عازل لأسطح الطلاء وتحقيق أحجام ترانزستور تصل إلى 45 نانومتر فقط. على معالج يمكن أن تستوعب بالتالي حوالي مليار الترانزستورات.

(idw - جامعة روهر بوخوم ، 21.03.2007 - DLO)