Команда вчених із Массачусетського технологічного інституту (MIT) повідомила про створення нової технології, яка дозволить збільшити продуктивність комп’ютерів. Йдеться про «вирощування» транзисторів атомного рівня прямо на поверхні кремнієвих мікросхем. Результати дослідження були опубліковані на офіційному сайті MIT та на сторінках журналу Nature.
Проблема сучасних транзисторів полягає в їхній тривимірній структурі. Вона не дозволяє щільно укладати транзистори для створення щільних інтеграцій та підвищення потужності систем. Напівпровідникові транзистори з двовимірних матеріалів, товщина яких коливається в межах трьох атомів, можуть бути без особливих складнощів накладені один на одного, що дозволяє створювати продуктивніші чіпи. У MIT створили технологію, що дозволяє «вирощувати» шари двовимірних матеріалів із дихалькогенідів перехідних металів (TMD) прямо на поверхні кремнієвих пластин.
Процес «вирощування» таких матеріалів є досить складним і потребує високих температур — до 600 °С. Щоб уникнути виходу з ладу кремнієвих пластин (для цього достатньо температури 400 °С), вчені в MIT розробили низькотемпературний метод «вирощування». Він дозволяє «виростити» тонку плівку транзисторів атомного рівня на всій поверхні 200 мм пластини менш ніж за годину. Традиційно плівку вирощують окремо, а потім переносять на мікросхему. Цей процес часто викликав дефекти, які заважали оптимальній роботі кінцевих пристроїв.
Автори розробки використовують у своїй роботі дуже гнучкий і прозорий матеріал дисульфід молібдену, який має потужні електронні та фотонні властивості. Такий набір властивостей робить його ідеальним матеріалом транзистора.
Вирощування відбувається за допомогою процесу, відомого як металоорганічне хімічне осадження з парової фази (MOCVD). Всередині реакційної камери відбувається випаровування гексакарбонілу молібдену та діетиленсульфоксиду. У ході цього процесу з них виділяються атоми молібдену та сірки, які пізніше з’єднуються у дисульфід молібдену. Щоб ланцюжки не руйнувалися під впливом температури понад 400 °С, вченим довелося розробити нову піч. Вона складається з двох камер: низькотемпературної – там розташовується кремнієва пластина, і високотемпературної, куди закачуються шукані матеріали. Прекурсор молібдену перебуває у першій камері, а прекурсор сірки проходить через другу, розкладається там, і перетворюється на низькотемпературну камеру, де починається процес «вирощування» атомного транзистора.
Пластина в камері розміщується вертикально. Таким чином всі її частини знаходяться на рівній відстані від високотемпературної камери, щоб уникнути псування.
Найближчим часом у MIT хочуть доопрацювати технологію, щоб навчитися «вирощувати» кілька шарів двовимірних транзисторів.
