Un nuevo avance podría llevar los límites de la miniaturización de componentes electrónicos más allá de lo que se creía posible. Un equipo del Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) y del Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) ha construido un transistor nanométrico que muestra propiedades excepcionales para un dispositivo de su tamaño. Para lograr este resultado, Los investigadores desarrollaron una nueva arquitectura tridimensional que consiste en una matriz de nanocables vertical cuya conductividad está controlada por una puerta que mide solo 14 nm de longitud.

Publicado en Nanoescala , estos hallazgos abren el camino hacia alternativas a las estructuras planas utilizadas en microprocesadores y unidades de memoria. El uso de transistores 3D podría aumentar significativamente la potencia de los dispositivos microelectrónicos.

Los "bloques de construcción" de la microelectrónica, los transistores constan de un componente semiconductor, llamado canal, uniendo dos terminales. El flujo de corriente entre estos terminales está controlado por un tercer terminal, llamada puerta. Actuando como un interruptor la puerta determina si el transistor está encendido o apagado. Durante los últimos 50 años, los transistores se han reducido constantemente de tamaño, permitiendo el desarrollo de dispositivos microelectrónicos cada vez más potentes. Sin embargo, En general, se acepta que los transistores de hoy, con su arquitectura plana, se están acercando a los límites de la miniaturización:hay un tamaño mínimo por debajo del cual el control de la puerta sobre el canal se vuelve cada vez menos efectivo. En particular, las corrientes de fuga comienzan a interferir con las operaciones lógicas realizadas por la matriz de transistores. Para superar este problema, investigadores de todo el mundo están investigando alternativas que permitan que continúe la carrera por la miniaturización.

Un equipo de investigadores de LAAS e IEMN ha construido el primer transistor nanométrico verdaderamente tridimensional. El dispositivo consiste en una matriz de nanocables vertical apretada de aproximadamente 200 nm de longitud que une dos superficies conductoras. Una puerta de cromo rodea completamente cada nanocable y controla el flujo de corriente, resultando en un control de transistor óptimo para un sistema de este tamaño. La puerta tiene solo 14 nm de longitud, en comparación con los 28 nm de los transistores de los chips actuales, pero su capacidad para controlar la corriente en el canal del transistor cumple con los requisitos de la microelectrónica contemporánea.

Esta arquitectura podría conducir al desarrollo de microprocesadores en los que los transistores se apilan juntos. El número de transistores en un espacio dado podría aumentarse considerablemente, junto con la capacidad de rendimiento de microprocesadores y unidades de memoria. Otra ventaja significativa de estos componentes es que son relativamente simples de fabricar y no requieren litografía de alta resolución. Además, estos transistores 3D podrían integrarse fácilmente en los dispositivos microelectrónicos convencionales que utiliza la industria hoy en día.

Se ha presentado una patente para estos transistores. Los investigadores ahora planean continuar sus esfuerzos para reducir aún más el tamaño de la puerta, que creen que podría hacerse más pequeño que 10 nm sin dejar de proporcionar un control satisfactorio sobre el transistor. Además, el equipo está buscando socios industriales para ayudar a diseñar los dispositivos electrónicos del futuro utilizando la arquitectura 3D de estos novedosos transistores.