Разработан техпроцесс производства графеновых транзисторов

В настоящее время всё более заметно ощущается пределы дальнейшего развития кремниевой технологии производства микрочипов. Индустрия неспешно исследует альтернативные процессы производства, имеющие коммерческий потенциал, в которых были бы устранены ряд существующих недостатков. В этом отношении перспективы может иметь недавно открытый материал графен.

Посредством литографии и технологии шаблонного роста американские учёные Технологического института штата Джорджия смогли создать графеновые ленты толщиной 15—40 нм, имеющие показатели суперэлектропроводности. Технология позволяет в дальнейшем создавать структуры толщиной менее 10 нм, которые могут стать основой для электроники. Профессор Уолт де Хир (Walt de Heer) отмечает, что электрические свойства таких нанолент соответствуют среде идеального металла, электроны способны двигаться в них без рассеяния, как это происходит в углеродных нанотрубках.



Профессор Уолт де Хир (Walt de Heer)



Достижение учёных заключается в разработке способа создания эпитаксиальных графеновых структур, обладающих гладкими краями, что придаёт этим проводникам уникальные свойства. Более ранние попытки создания графеновых нанопроводников с помощью лазерной резки не увенчались успехом, так как их края получались неровными, что способствовало нежелательному рассеянию электронов и интерференции. Технология «шаблонного роста» на поверхности пластины из карбида кремния позволяет формировать наноструктуры заданной формы. Она очень приближена к современному литографическому техпроцессу. После травления для сглаживания контуров шаблона пластину нагревают в печи до 1,5 тысячи градусов. Для выращивания графенового слоя также применялись традиционные способы, такие как плазмохимическое осаждение из газовой фазы.



Студенты изучают высокотемпературную печь, используемую для создания эпитаксиального графенового слоя на пластине из карбида кремния.



Учёные отмечают, что хорошие свойства полученных структур позволяют рассматривать возможность применения технологии в микроэлектронике, к примеру, для создания транзисторов с теоретической частотой терагерцового диапазона. Графен, как идеальный проводник, позволяет значительно снизить энергопотребление чипов и открывает новые перспективы в разработке микроэлектроники, отмечает профессор Уолт де Хир. Он также полагает, что эта технология производства будет сосуществовать с традиционной и применяться там, где более высокие затраты оправданы уникальными свойствами материала.



Теперь учёные намерены направить дальнейшие усилия на разработку квантовых устройств, что предполагает использование квантовых свойств электронов (например, спин) вместо стандартных свойств заряженных частиц. В течение года команда Технологического института намерена создать и показать в работе элементарный переключатель, работающий по принципу квантовой интерференции.

Источник