A világ legkisebb működő tranzisztora a Motorola Labstól

Széll Zoltán, 1999. december 5. 17:22
A Motorola laboratórium kutatói egy 30 éves probléma megoldásával lehetővé tették a tranzisztorok méretének további jelentős csökkentését.
A Motorola Labs bejelentette, hogy megépítették a világ legkisebb működő tranzisztorát a félvezető anyagok új osztályának felhasználásával, amely lehetővé teszi exponenciálisan a tranzisztorok méretének csökkentését, sebességének növelését és áramfelvételének mérséklését. A Motorola Labs munkatársai sikeresen építettek egy működő eszközt a perovskit anyagok új osztályából, amelyet korábban nem használtak a tranzisztorokhoz. Ez egy alapvető cserét reprezentál, mivel a 30 évig használt anyagokat helyettesítették újakkal.

Az új technológia olyan tranzisztorok fejlesztését teszi lehetővé, amelyek sokkal hatásosabban működő rétegek kialakításához vezethetnek, s amelyek 3-4-szer vékonyabbak, mint azok, amelyeket ma használnak. A perovskitek a kristályos oxide-anyagok osztályát képezik, különleges anyagi jellemzőkkel.

Most az új anyagnak köszönhetően a méretek zsugorodásával a tranzisztorok hatásos vastagsága is csökken az áram szivárgásának gyors növekedése nélkül, ami lehetővé teszi, hogy a számítógépchipek az elkövetkező években is folytassák jelentős méret- és energiaigény-csökkenésüket. Ez a fejlesztés megengedi, hogy a jövőben az integrált áramkörök gyorsuljanak, teljesítményük növekedjen, amikor egyetlen telepfeszültségről működnek. Az új anyagok magasabb dielektromos állandóval rendelkeznek, mint a hagyományos szilícium-dioxid. Egy stroncium-titanat kristályos anyag növelésével a szilícium alapon a Motorola Lab kutatóinak tízszer hatásosabb megoldást sikerült kifejleszteniük, mint a szilícium-dioxid.

A fejlesztés kulcsa az egyes atomok számítógépes szimulációja volt. Ehhez a munkához a legnagyobb teljesítményű szimulációs technikát használták, amely ma kapható. Az atomok viselkedésmódjának a megértése a struktúrában megoldott egy alapvető problémát, amely eddig megakadályozta az ilyen anyagok használatát a vezérlőelektródák szigeteléséhez. Bár a perovskit anyagokat régóta ismerik, csak a Motorola Labs kutatóinak sikerült eddig előállítaniuk ezekből működő CMOS tranzisztorokat. Az új tranzisztorok működése igazolta a kutatók elméletét.