Сегодня 08 ноября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

TSMC сообщила о прорыве в разработке транзисторов следующего поколения — она создала 2D-транзистор из дисульфида молибдена

Тайваньские учёные в сотрудничестве с инженерами TSMC разработали новый способ изготовления транзисторов на основе одноатомного слоя дисульфида молибдена (MoS₂), который позволяет существенно повысить эффективность управления током и приблизить двумерную электронику к производству микросхем. Проблемой были даже не материалы, а методы их соединения, когда атомы сближаются так тесно, что начинают резко влиять друг на друга.

 Источник изображения: National Yang Ming Chiao Tung University

Источник изображения: National Yang Ming Chiao Tung University

Одной из главных проблем транзисторов из полупроводника MoS2 остаётся нанесение на него изолятора затвора. Поверхность условно двумерного кристалла практически не имеет свободных химических связей, поэтому применяемое в полупроводниковой промышленности послойной атомное осаждение (ALD) плохо формирует на ней сплошные сверхтонкие плёнки.

Кроме того, использование диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью, например HfO2, усиливает рассеяние электронов и способно резко снижать их подвижность. Приходится искать компромисс между подвижностью и управляемостью электронов в канале с оглядкой на уровень брака. До недавнего времени все такие компромиссы вели к ухудшению характеристик транзисторов и мало помогали с дальнейшей миниатюризацией. И учёные решили, что хватит искать новые материалы для транзисторов — было бы неплохо научиться лучше их соединять друг с другом, чтобы пограничные слои сами стали частью транзистора.

Учёные решили эту проблему, фактически создав между MoS2 и основным затворным диэлектриком атомарно тонкий буфер. В условиях сверхвысокого вакуума на поверхность MoS2 электронно-лучевым испарением наносился слой алюминия толщиной примерно 0,3 нм. Благодаря ван-дер-ваальсовой поверхности двумерного материала алюминий рос с нужной преимущественно кристаллографической ориентацией Al(111), после чего его контролируемо окисляли, превращая в чрезвычайно тонкий и однородный слой Al2O3. Уже поверх него можно было наносить high-k диэлектрик HfO2 методом ALD-осаждения. Такое сопряжение одновременно обеспечивало хорошую поверхность для роста диэлектрика и экранировало канал от частично неблагоприятного взаимодействия с HfO2.

В изготовленных на такой основе транзисторах с короткими каналами исследователям удалось уменьшить эквивалентную толщину затворного диэлектрика примерно до 1 нм, при этом не потеряв высокую подвижность носителей — именно сочетание этих двух характеристик обеспечило впечатляющую крутизну электронного прибора. Это важно для дальнейшего уменьшения размеров логических элементов: однослойный MoS2 имеет толщину порядка 0,7 нм и поэтому значительно лучше кремния сопротивляется эффектам в коротких каналах при сильном масштабировании.

Работа пока демонстрирует технологический принцип, а не готовую замену кремниевым CMOS, однако показывает, что один из ключевых барьеров двумерной электроники — создание сверхтонкого затвора без деградации атомарного канала — можно преодолеть за счёт создания буферного интерфейса буквально на уровне нескольких атомов. Такой интерфейс становится важнейшей частью транзистора, влияя на его характеристики — перестаёт быть простой механической прокладкой для связывания диэлектрика и полупроводника.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про технологии и рынок it

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Cairn — госпожа горных дорог. Рецензия 7 ч.
Новая статья: Gamesblender № 801: песчаная TES VI: Sentinel, новый шутер Джона Ромеро и Xbox в крокодиле 7 ч.
У клавиатуры iPhone нашёлся список из 100 тыс. запретных слов — но набирать их всё равно можно 16 ч.
Просто деньги очень нужны: Anthropic не откажется от IPO на фоне биржевого обвала 16 ч.
Китайский ИИ почти догнал секретную модель OpenAI во взломе сетей — и оказался дешевле 17 ч.
Ноябрьские игровые релизы грозят опустошить офисы — сотрудники массово берут выходные 21 ч.
Новая статья: Stygian: Outer Gods — лавкрафтианский кошмар. Опять. Рецензия 07-11 00:07
Бывший босс PlayStation объяснил, почему спустя 11 лет Sony так и не выпустила ни ремейк, ни сиквел Bloodborne 06-11 22:07
IPO на $1,5 трлн под угрозой: потенциальных инвесторов Anthropic напугал обвал акций IT-компаний 06-11 21:32
Paint оказался дырявым: уязвимость позволяет удалённо взламывать Windows 11 — Microsoft выпустила патч, но он не приходит 06-11 21:02