Соответствующие выводы опубликованы в журнале ACS Nano.
Планарные транзисторы вот уже несколько лет как стали настолько малы, что дальнейшее уменьшение их размеров связано с фундаментальными проблемами. Исследователи решили эту проблему. перейдя к 3D-технологиям. В частности используется технология химического травления С использованием металла MacEtch-U. Благодаря химическому травлению можно получать ребристые 3D-структуры. Так можно сформировать больше транзисторов и управлять большими токами, то есть работать с большей энергией без увеличения размеров (площади) чипа.
Разработанный в США метод MacEtch превосходит традиционные методы "сухого" травления хотя бы потом что он намного меньше повреждает деликатные полупроводниковые поверхности, такие, как оксид бета-галлия, - заверяют ученые..
"Оксид галия имеет более широкий энергетический разрыв, что обеспечивает свободное перемещение электронов с высокой скоростью, - говорит ведущий автор исследования Сюлин Ли, профессор электротехники и вычислительной техники. "Этот энергетический разрыв должен быть большим, чтобы такой материал можно было использовать в высоковольтной электроники или в низковольтной высокочастотной электроники. Поэтому мы заинтересованы в материалах такого типа. С другой стороны, речь идет о более сложной структуре кристалла, нежели чем при использовании чистого кремния, что затрудняет управление процессом травления".
Г-жа Ли уверена что применение такого процесса, как MacEtch к кристаллам оксида галлия может принести пользу полупроводниковой промышленности, но движение по этому пути легким не будет.
"В частности, сейчас процесс травления получается чрезвычайно медленным", - говорит она. "Из-за низкой скорости и сложной кристаллической структуры материала, формируемые 3D гребни не являются идеально вертикальными, но для эффективной работы с мощностью оптимальны именно строго вертикальные ребра".
В новом исследовании на подложке из оксида бета-галлия удавалось формировать треугольные, трапециевидные и конические ребра, в зависимости от ориентации расположения металлического катализатора во время травления. Хотя все эти формы не идеальны, исследователи обнаружили, что все они лучше проводят ток, нежели плоские нетравленые поверхности оксида бета-галлия.
"Пока что у нас нет ясности, почему так получается, но есть ряд догадок, подтверждение которым мы сейчас ищем," - говорил Ли. "Важно то, что мы показали, что можно использовать процесс MacEtch для изготовления изделий из оксида бета-галлия, потенциально недорого альтернативы оксиду галлия".
Дальнейшие исследования будут сосредоточены на том, чтобы повысить скорость травления и попытаться обойти проблему низкой теплопроводности, что даст возможность для создания высокоэффективных устройств на основе оксида бета-галлия. В частности, если травление будет более быстрым, то возможно получится формирование более выраженной вертикальной структуры.
Проблема низкой теплопроводности - более сложная. Тем не менее, здесь также переход к 3D-cтруктурам обещает большие возможности по управлению отводом тепла, которого мощные полупроводники выделяют немало. Источник: phys.org
+
За новостями микроэлектроники и полупроводников удобно следить в телеграм-канале RUSmicro
Комментариев нет:
Отправить комментарий