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  • Pesquisadores desenvolvem técnica para integração de materiais III-V em wafers de silício
    p Imagens de microscópio eletrônico de varredura de estruturas de cristal único fabricadas usando epitaxia seletiva assistida por modelo são mostradas. Para melhor visibilidade, o silício é colorido em verde, e o semicondutor composto em vermelho. Crédito:H. Schmid / IBM

    p Uma equipe de pesquisadores da IBM em Zurique, Suíça com o apoio de colegas em Yorktown Heights, Nova York desenvolveu um sistema relativamente simples, processo robusto e versátil para o crescimento de cristais feitos de materiais semicondutores compostos que permitirão que eles sejam integrados em pastilhas de silício - um passo importante para a fabricação de futuros chips de computador que permitirão que os circuitos integrados continuem encolhendo em tamanho e custo, mesmo enquanto aumentam em desempenho. p Aparecendo esta semana na capa do jornal Cartas de Física Aplicada , o trabalho pode permitir uma extensão da Lei de Moore, a famosa observação de Gordon Moore de que o número de transistores em um circuito integrado dobra a cada dois anos. Nos últimos anos, alguns no setor especularam que nossa capacidade de acompanhar a Lei de Moore pode se esgotar eventualmente, a menos que surjam novas tecnologias que a ajudem.

    p "Toda a indústria de semicondutores quer manter a Lei de Moore. Precisamos de transistores com melhor desempenho à medida que continuamos reduzindo a escala, e os transistores baseados em silício não nos darão mais melhorias, "disse Heinz Schmid, pesquisador da IBM Research GmbH no Laboratório de Pesquisa de Zurique na Suíça e principal autor do artigo.

    p Para consumidores, estender a Lei de Moore significará continuar a tendência de novos dispositivos de computador com velocidade e largura de banda crescentes com consumo de energia e custo reduzidos. A nova técnica também pode impactar a fotônica no silício, com componentes fotônicos ativos integrados perfeitamente com eletrônicos para maior funcionalidade.

    p Como o trabalho foi feito

    p A equipe da IBM fabricou nanoestruturas de cristal único, como nanofios, nanoestruturas contendo constrições, e cruzamentos, bem como nanofios empilhados 3-D, feito com os chamados materiais III-V. Feito de ligas de índio, gálio e arseneto, Semicondutores III-V são vistos como um possível material futuro para chips de computador, mas apenas se eles puderem ser integrados com sucesso ao silício. Até agora, os esforços de integração não foram muito bem-sucedidos.

    p Os novos cristais foram cultivados usando uma abordagem chamada epitaxia seletiva assistida por modelo (TASE) usando deposição de vapor químico orgânico de metal, que basicamente começa em uma pequena área e evolui para uma muito maior, cristal sem defeitos. Essa abordagem permitiu que eles definissem litograficamente os modelos de óxido e os preenchessem por meio de epitaxia, no final, fazendo nanofios, cruzamentos, nanoestruturas contendo constrições e nanofios empilhados 3-D usando os processos em escala já estabelecidos da tecnologia de Si.

    p "O que diferencia este trabalho de outros métodos é que o semicondutor composto não contém defeitos prejudiciais, e que o processo é totalmente compatível com a tecnologia atual de fabricação de chips, "disse Schmid." É importante ressaltar que o método também é economicamente viável. "

    p Ele acrescentou que mais desenvolvimento será necessário para obter o mesmo controle sobre o desempenho em dispositivos III-V que existe atualmente para o silício. Mas o novo método é a chave para realmente integrar os materiais empilhados na plataforma de silício, Disse Schmid.


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