Un transistor à base d’oxyde d’indium créé par dépôt de couche atomique

Un transistor à base d'oxyde d'indium créé par dépôt de couche atomique

Le finalement mis à l’échelle2O3 transistor avec une longueur de canal de 8 nm et In2O3 épaisseur du film de 0,7 nm à 1,5 nm, confirmée par microscopie électronique à transmission haute résolution et microscopie à force atomique. Crédit: Électronique naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41928-022-00718-w

Au cours des dernières décennies, les ingénieurs ont créé des circuits intégrés (CI) de plus en plus avancés et hautement performants. Les performances croissantes de ces circuits ont à leur tour augmenté la vitesse et l’efficacité de la technologie que nous utilisons tous les jours, y compris les ordinateurs, les smartphones et autres appareils intelligents.

Pour continuer à améliorer les performances des circuits intégrés à l’avenir, les ingénieurs devront créer des transistors plus fins avec des canaux plus courts. Cependant, la réduction d’échelle des dispositifs à base de silicium existants ou la création de dispositifs plus petits à l’aide de matériaux semi-conducteurs alternatifs compatibles avec les processus de fabrication existants s’est avérée difficile.

Des chercheurs de l’Université Purdue ont récemment développé de nouveaux transistors à base d’oxyde d’indium, un semi-conducteur souvent utilisé pour créer des écrans tactiles, des téléviseurs à écran plat et des panneaux solaires. Ces transistors, présentés dans un article publié dans Électronique naturelleont été fabriqués par dépôt de couche atomique, un processus souvent utilisé par les fabricants de transistors et d’électronique.

“Dans notre récent article, nous avons pu mettre à l’échelle de manière agressive les transistors introduits dans les travaux précédents”, a déclaré Peide Ye, l’un des chercheurs qui a mené l’étude, à TechXplore. “Par exemple, nous avons réalisé une épaisseur de canal aussi petite que 0,5 nm, une longueur de canal aussi courte que 8 nm, un EOT aussi petit que 0,86 nm. Avec toute la mise à l’échelle que nous avons démontrée, nous pouvons réaliser un transistor délivrant un courant de drain de 3,1 mA/um à tension de drain de 0,5 V.”

Le dépôt de couche atomique est la principale technique utilisée pour fabriquer des transistors avec des canaux minces à couche atomique et des diélectriques. Il s’agit d’une méthode autolimitante basée sur la chimie qui permet aux ingénieurs de déposer des films minces de matériaux sur un substrat donné avec une précision de couche atomique.

Dans leur étude, Ye et ses collègues ont utilisé le dépôt de couches atomiques pour déposer de minces films d’oxyde d’indium sur un substrat et créer des transistors très performants. Ces transistors ont des longueurs de canal de 8 nm et des épaisseurs de 0,5 nm. À l’avenir, ils pourraient potentiellement être intégrés dans une variété d’appareils existants et nouvellement développés, permettant aux ingénieurs de réduire leur taille et d’améliorer leurs performances.

“La résistance de contact ultra-faible et le dispositif mis à l’échelle rendent possible le courant de drain sans précédent sur les transistors à semi-conducteurs à oxyde compatibles BEOL”, a expliqué Ye. “Avec plus d’optimisation et d’ingénierie créative, il est possible de fournir des courants de drain de 10 mA/um ou même de 20 mA/um.”

Jusqu’à présent, Ye et ses collègues ont principalement évalué les transistors qu’ils ont créés dans un environnement de laboratoire. Dans leurs prochaines études, cependant, ils aimeraient explorer leur compatibilité réelle avec les technologies de fabrication actuelles et évaluer davantage leur potentiel pour des applications dans le monde réel.

“Nous sommes maintenant intéressés à atteindre une performance record avec nos transistors”, a ajouté Ye. “De plus, nous prévoyons de commencer à explorer le potentiel de notre nouvel appareil dans le monde réel et d’examiner la technologie de fabrication nécessaire pour permettre sa mise en œuvre à grande échelle.”


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Plus d’information:
Mengwei Si et al, Transistors à l’oxyde d’indium mis à l’échelle fabriqués à l’aide d’un dépôt de couche atomique, Électronique naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41928-022-00718-w

© 2022 Réseau Science X

Citation: Un transistor à base d’oxyde d’indium créé par dépôt de couche atomique (17 mars 2022) récupéré le 17 mars 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-03-indium-oxide-based-transistor-atomic-layer.html

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