சிறிய கலவை குறைக்கடத்தி டிரான்சிஸ்டர் சிலிக்கானின் ஆதிக்கத்திற்கு சவால் விடும் எமரால்டு இன்சைட்

சிறிய கலவை குறைக்கடத்தி டிரான்சிஸ்டர் சிலிக்கானின் ஆதிக்கத்திற்கு சவால் விடும்

கட்டுரை வகை: தொழில் சார்ந்த செய்திகள்: மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் இன்டர்நேஷனல், தொகுதி 30, வெளியீடு 2

எம்ஐடி ஆராய்ச்சியாளர்கள் இதுவரை கட்டப்பட்டதில் மிகச்சிறிய இண்டியம் காலியம் ஆர்சனைடு டிரான்சிஸ்டரை உருவாக்கியுள்ளனர்

சிலிக்கானின் கிரீடம் அச்சுறுத்தலுக்கு உள்ளாகியுள்ளது: கணினிகள் மற்றும் ஸ்மார்ட் சாதனங்களுக்கான மைக்ரோசிப்களின் ராஜாவான குறைக்கடத்தியின் நாட்களை எண்ணலாம், போட்டிப் பொருளான இண்டியம் கேலியம் ஆர்சனைடிலிருந்து இதுவரை உருவாக்கப்பட்ட சிறிய டிரான்சிஸ்டரின் வளர்ச்சிக்கு நன்றி.

எம்ஐடியின் மைக்ரோசிஸ்டம்ஸ் டெக்னாலஜி லேபரட்டரீஸில் உள்ள ஒரு குழுவால் உருவாக்கப்பட்ட கூட்டு டிரான்சிஸ்டர், வெறும் 22 nm (ஒரு மீட்டரில் பில்லியன்கள்) நீளம் இருந்தபோதிலும் சிறப்பாக செயல்படுகிறது. இது இறுதியில் கணினி சாதனங்களில் சிலிக்கானை மாற்றுவதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வேட்பாளராக ஆக்குகிறது, EECS பட்டதாரி மாணவர் ஜியான்கியான் லின் மூலம் டிரான்சிஸ்டரை உருவாக்கிய எம்ஐடியின் மின் பொறியியல் மற்றும் கணினி அறிவியல் துறையின் (EECS) டோனர் அறிவியல் பேராசிரியரான இணை டெவலப்பர் ஜெசஸ் டெல் அலமோ கூறுகிறார். மற்றும் டிமிட்ரி அன்டோனியாடிஸ், ரே மற்றும் மரியா ஸ்டேட்டா மின் பொறியியல் பேராசிரியர்.

எப்போதும் வேகமான மற்றும் புத்திசாலித்தனமான கம்ப்யூட்டிங் சாதனங்களுக்கான எங்கள் தேவைக்கு ஏற்ப, டிரான்சிஸ்டர்களின் அளவு தொடர்ந்து சுருங்கி வருகிறது. "எவ்வளவு டிரான்சிஸ்டர்களை ஒரு சிப்பில் பேக் செய்ய முடியுமோ, அந்த சிப் அதிக சக்தி வாய்ந்ததாக இருக்கும், மேலும் சிப் அதிக செயல்பாடுகளைச் செய்யப் போகிறது" என்று டெல் அலமோ கூறுகிறார்.

ஆனால் சிலிக்கான் டிரான்சிஸ்டர்கள் நானோமீட்டர் அளவிற்குக் குறைக்கப்படுவதால், சாதனங்களால் உற்பத்தி செய்யக்கூடிய மின்னோட்டத்தின் அளவும் சுருங்கி, அவற்றின் செயல்பாட்டு வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. இது மூரின் சட்டம் - மைக்ரோசிப்களில் உள்ள டிரான்சிஸ்டர்களின் எண்ணிக்கை ஒவ்வொரு இரண்டு வருடங்களுக்கும் இரட்டிப்பாகும் என்ற இன்டெல் நிறுவனர் கார்டன் மூரின் கணிப்பு - முடிவுக்கு வரக்கூடும் என்று டெல் அலமோ கூறுகிறார்.

மூரின் சட்டத்தை உயிருடன் வைத்திருக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் சிலிக்கானுக்கான மாற்றுகளை சில காலமாக ஆராய்ந்து வருகின்றனர், இது இந்த சிறிய அளவுகளில் செயல்படும் போது கூட ஒரு பெரிய மின்னோட்டத்தை உருவாக்க முடியும். அத்தகைய ஒரு பொருள் இண்டியம் கேலியம் ஆர்சனைடு கலவை ஆகும், இது ஏற்கனவே ஃபைபர்-ஆப்டிக் கம்யூனிகேஷன் மற்றும் ரேடார் தொழில்நுட்பங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இது மிகவும் நல்ல மின் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது என்று டெல் அலமோ கூறுகிறார். ஆனால் சிலிக்கானைப் போலவே ஒரு டிரான்சிஸ்டராக உருவாக அனுமதிக்கும் பொருளைச் சிகிச்சையளிப்பதில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் இருந்தபோதிலும், நாளைய மைக்ரோசிப்களில் எப்போதும் அதிக எண்ணிக்கையில் நிரம்பக்கூடிய அளவுக்கு சிறிய சாதனங்களை யாராலும் தயாரிக்க முடியவில்லை.

இப்போது del Alamo, Antoniadis மற்றும் Lin ஆகியவை நானோமீட்டர் அளவிலான உலோக-ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி ஃபீல்ட்-எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டரை (MOSFET) உருவாக்குவது சாத்தியம் என்பதை நிரூபித்துள்ளன - இந்த வகை நுண்செயலிகள் போன்ற தர்க்க பயன்பாடுகளில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. "மிகச் சிறிய இண்டியம் காலியம் ஆர்சனைடு MOSFETகளை மிகச்சிறந்த தர்க்க குணாதிசயங்களுடன் நீங்கள் உருவாக்க முடியும் என்பதை நாங்கள் காட்டியுள்ளோம், இது மூரின் சட்டத்தை சிலிக்கானுக்கு அப்பால் கொண்டு செல்வதாக உறுதியளிக்கிறது" என்று டெல் அலமோ கூறுகிறார்.

டிரான்சிஸ்டர்கள் மூன்று மின்முனைகளைக் கொண்டிருக்கின்றன: கேட், சோர்ஸ் மற்றும் வடிகால், மற்ற இரண்டிற்கும் இடையே எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டத்தை கேட் கட்டுப்படுத்துகிறது. இந்த சிறிய டிரான்சிஸ்டர்களில் இடம் மிகவும் இறுக்கமாக இருப்பதால், மூன்று மின்முனைகளும் ஒன்றுக்கொன்று மிக அருகாமையில் வைக்கப்பட வேண்டும், அதிநவீன கருவிகளால் கூட அடைய முடியாத துல்லிய நிலை. அதற்கு பதிலாக, குழு மற்ற இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையில் கேட் தன்னை "சுய-சீரமைக்க" அனுமதிக்கிறது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் முதலில் மூலக்கூறு கற்றை எபிடாக்ஸியைப் பயன்படுத்தி பொருளின் மெல்லிய அடுக்கை வளர்க்கிறார்கள், இது குறைக்கடத்தித் தொழிலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு செயல்முறையாகும், இதில் இண்டியம், காலியம் மற்றும் ஆர்சனிக் ஆகியவற்றின் ஆவியாகும் அணுக்கள் வெற்றிடத்திற்குள் ஒன்றோடொன்று வினைபுரிந்து ஒற்றை-படிக கலவையை உருவாக்குகின்றன. குழு பின்னர் மாலிப்டினத்தின் ஒரு அடுக்கை ஆதாரமாகவும் வடிகால் தொடர்பு உலோகமாகவும் வைக்கிறது. எலக்ட்ரான்களின் குவியக் கற்றையைப் பயன்படுத்தி இந்த அடி மூலக்கூறின் மீது அவை மிகச் சிறந்த வடிவத்தை "வரைய" செய்கின்றன - எலக்ட்ரான் பீம் லித்தோகிராபி எனப்படும் நன்கு நிறுவப்பட்ட புனையமைப்பு நுட்பம்.

பொருளின் தேவையற்ற பகுதிகள் பின்னர் பொறிக்கப்பட்டு, கேட் ஆக்சைடு சிறிய இடைவெளியில் வைக்கப்படுகிறது. இறுதியாக, ஆவியாக்கப்பட்ட மாலிப்டினம் மேற்பரப்பில் சுடப்படுகிறது, அங்கு அது வாயிலை உருவாக்குகிறது, மற்ற இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையில் இறுக்கமாக அழுத்துகிறது, டெல் அலமோ கூறுகிறார். "பொறித்தல் மற்றும் படிவு ஆகியவற்றின் மூலம் நாம் வாயிலை [எலக்ட்ரோடுகளுக்கு இடையில்] சுற்றி சிறிய இடைவெளிகளுடன் பெறலாம்," என்று அவர் கூறுகிறார்.

குழுவால் பயன்படுத்தப்படும் பல நுட்பங்கள் ஏற்கனவே சிலிக்கான் புனையலில் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், அவை கலவை குறைக்கடத்தி டிரான்சிஸ்டர்களை உருவாக்க அரிதாகவே பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஃபைபர்-ஆப்டிக் கம்யூனிகேஷன் போன்ற பயன்பாடுகளில், இடம் குறைவாக இருப்பதால் இது ஓரளவுக்குக் காரணமாகும். "ஆனால் நீங்கள் பில்லியன் கணக்கான சிறிய டிரான்சிஸ்டர்களை ஒரு சிப்பில் ஒருங்கிணைப்பதைப் பற்றி பேசும்போது, ​​​​சிலிக்கான் டிரான்சிஸ்டர்களைப் போல தோற்றமளிக்க கலவை குறைக்கடத்தி டிரான்சிஸ்டர்களின் புனைகதை தொழில்நுட்பத்தை நாங்கள் முழுமையாக மறுசீரமைக்க வேண்டும்" என்று டெல் அலமோ கூறுகிறார்.

சாதனத்தில் உள்ள தேவையற்ற எதிர்ப்பை நீக்குவதன் மூலம் டிரான்சிஸ்டரின் மின் செயல்திறனை - எனவே வேகத்தை - மேலும் மேம்படுத்துவது அவர்களின் அடுத்த படியாக இருக்கும். அவர்கள் இதை அடைந்தவுடன், அவர்கள் தங்கள் டிரான்சிஸ்டரின் அளவை 10 nm க்குக் கீழே கேட் நீளத்திற்குக் குறைக்கும் இறுதி நோக்கத்துடன் சாதனத்தை மேலும் சுருக்க முயற்சிப்பார்கள்.

இந்த ஆராய்ச்சிக்கு தர்பா மற்றும் செமிகண்டக்டர் ரிசர்ச் கார்ப்பரேஷன் நிதியளித்தன.