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  • Los científicos reducen el ancho de la aleta de FinFET casi al límite físico

    Diferentes configuraciones de MOSFET. Crédito:IMR

    Se sabe que los FinFET son una evolución de los transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico (MOSFET) que presentan un canal semiconductor envuelto verticalmente por electrodos de compuerta conformados. Se propuso por primera vez en la década de 1990 para evitar el efecto de canal corto y otros inconvenientes resultantes de la reducción del tamaño del transistor. Debido a la limitación de la nanofabricación, el ancho mínimo de la aleta es de unos 5 nm en la tecnología actual.

    En las últimas décadas, La microelectrónica se ha desarrollado a un ritmo rápido siguiendo la Ley de Moore, con el número de transistores por área aumentado cada dos años. Debido a la limitación de la precisión de la nanofabricación, Ahora es extremadamente difícil reducir aún más el tamaño de los transistores en un circuito integrado. Por tanto, es de gran importancia buscar nuevos candidatos de materiales semiconductores.

    En años recientes, Se han estudiado ampliamente materiales novedosos como nanotubos de carbono y materiales bidimensionales (2-D) para la implementación de transistores a nanoescala. En un nuevo estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza , Los investigadores del Instituto de Investigación de Metales (IMR) de la Academia de Ciencias de China y Francia tenían como objetivo reemplazar la aleta convencional basada en Si con una sola capa atómica 2-D en la arquitectura FinFET.

    Los investigadores diseñaron un método de deposición química de vapor (CVD) rociado en húmedo para cultivar universalmente monocapas de dicalcogenuros de metales de transición (ML-TMDC, como MoS 2 y WS 2 ) sobre plantillas escalonadas con una altura del orden de 300 nm.

    Después de un flujo de trabajo dedicado de procesos de nano-fabricación y grabado de múltiples pasos, MoS de una sola capa de pie verticalmente 2 los canales se envuelven con éxito con electrodos dieléctricos y de puerta, con electrodos fuente y drenaje en contacto con el canal de aleta de 0,6 nm. Los electrodos de puerta también pueden estar hechos de una película delgada de nanotubos de carbono.

    Los mejores rendimientos eléctricos de tales ML-FinFET se obtuvieron para mostrar una relación de encendido / apagado que alcanzó 10 7 , oscilación por debajo del umbral de aproximadamente 300 mV / dec, y movilidades del orden de unos pocos cm 2 V -1 s -1 . Las simulaciones mostraron que al optimizar aún más la estructura de los ML-FinFET, la reducción de la barrera inducida por drenaje (DIBL) se puede reducir a 5 mV / V.

    Este estudio logró un FinFET con un ancho de aleta inferior a 1 nm a través de una ruta ascendente para cultivar MoS monocapa (ML) 2 (espesor ~ 0,6 nm) como la aleta, que es casi el límite físico que uno puede alcanzar. También se demuestran las matrices de aletas con un paso mínimo de 50 nm, proporcionando nuevos conocimientos para la implementación de la nanoelectrónica en un futuro previsible donde la Ley de Moore podría dejar de ser válida.


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