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  • Los investigadores desarrollan una técnica para integrar materiales III-V en obleas de silicio

    Se muestran imágenes de microscopio electrónico de barrido de estructuras monocristalinas fabricadas mediante epitaxia selectiva asistida por plantilla. Para una mejor visibilidad, el silicio es de color verde, y el semiconductor compuesto en rojo. Crédito:H. Schmid / IBM

    Un equipo de investigadores de IBM en Zurich, Suiza con el apoyo de colegas en Yorktown Heights, Nueva York ha desarrollado un sistema relativamente simple Proceso robusto y versátil para el cultivo de cristales hechos de materiales semiconductores compuestos que les permitirá integrarse en obleas de silicio, un paso importante hacia la fabricación de chips de computadora futuros que permitirán que los circuitos integrados sigan reduciéndose en tamaño y costo incluso a medida que aumentan su rendimiento.

    Apareciendo esta semana en la portada de la revista Letras de física aplicada , el trabajo puede permitir una extensión de la Ley de Moore, la famosa observación de Gordon Moore de que el número de transistores en un circuito integrado se duplica aproximadamente cada dos años. En los últimos años, algunos en la industria han especulado que nuestra capacidad para seguir el ritmo de la Ley de Moore puede agotarse eventualmente a menos que aparezcan nuevas tecnologías que le den rienda suelta.

    "Toda la industria de los semiconductores quiere mantener en vigor la Ley de Moore. Necesitamos transistores de mejor rendimiento a medida que continuamos reduciendo la escala, y los transistores basados ​​en silicio ya no nos darán mejoras, "dijo Heinz Schmid, investigador de IBM Research GmbH en el Laboratorio de Investigación de Zurich en Suiza y autor principal del artículo.

    Para consumidores, extender la Ley de Moore significará continuar la tendencia de nuevos dispositivos informáticos que tienen una velocidad y un ancho de banda cada vez mayores con un consumo y un costo de energía reducidos. La nueva técnica también puede afectar la fotónica en el silicio, con componentes fotónicos activos integrados a la perfección con la electrónica para una mayor funcionalidad.

    Cómo se hizo el trabajo

    El equipo de IBM fabricó nanoestructuras de cristal único, como nanocables, nanoestructuras que contienen constricciones, y cruces transversales, así como nanocables apilados en 3D, fabricado con los llamados materiales III-V. Hecho de aleaciones de indio, galio y arseniuro, Los semiconductores III-V se consideran un posible material futuro para chips de computadora, pero solo si se pueden integrar con éxito en el silicio. Hasta ahora, los esfuerzos de integración no han tenido mucho éxito.

    Los nuevos cristales se cultivaron utilizando un enfoque llamado epitaxia selectiva asistida por plantilla (TASE) utilizando deposición de vapor químico orgánico metálico, que básicamente comienza en un área pequeña y evoluciona hacia una mucho más grande, cristal sin defectos. Este enfoque les permitió definir litográficamente plantillas de óxido y rellenarlas mediante epitaxia, al final haciendo nanocables, uniones cruzadas, nanoestructuras que contienen constricciones y nanocables apilados en 3-D utilizando los procesos escalados ya establecidos de la tecnología de Si.

    "Lo que distingue a este trabajo de otros métodos es que el semiconductor compuesto no contiene defectos perjudiciales, y que el proceso es totalmente compatible con la tecnología actual de fabricación de chips, ", dijo Schmid." Es importante destacar que el método también es económicamente viable ".

    Agregó que se requerirá más desarrollo para lograr el mismo control sobre el rendimiento en dispositivos III-V que existe actualmente para el silicio. Pero el nuevo método es la clave para integrar realmente los materiales apilados en la plataforma de silicio, Dijo Schmid.


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