Ordinateurs

Des chercheurs créent des transistors à partir de forêts de nanofils, pour une « mise à l’échelle ultime » au-delà de 10 nm – High-teK.ca

Ce site peut gagner des commissions d’affiliation à partir des liens sur cette page. Conditions d’utilisation.

À mesure que la taille des transistors diminue, les limites des technologies planaires ont été partiellement atténuées en entrant dans la troisième dimension. Les problèmes de fuite de grille et de capacité peuvent être minimisés grâce à des technologies telles que FinFET, dans lesquelles la grille métallique s’enroule autour d’une ailette de silicium, ou peut-être même d’arséniure d’indium et de gallium (IGA). Les transistors à base de nanofils présentent également de nombreux avantages pour les conceptions de transistors 3D ; cependant, leur petite taille ne peut généralement pas gérer suffisamment de courant pour un fonctionnement efficace. Une solution évidente pour construire ces transistors « gate-all-around » est d’utiliser à la place une forêt de nanofils tous sous le contrôle de la même grille. Cette approche est maintenant au centre de nouveaux travaux passionnants menés en France au Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes.

Des chercheurs japonais avaient précédemment construit un transistor à nanofils à base d’IGA composé de 10 fils développés sur une base de silicium. Cet appareil présentait un bon comportement électrique, mais était beaucoup trop volumineux pour être la nouvelle technologie de choix. Selon IEEE Spectrum, le nouveau design français est composé d’un réseau de 225 nanofils de silicium dopé. Chaque fil a une couche de chrome de 14 nm d’épaisseur entourant sa section médiane, qui agit comme la grille. La conception complète est indispensable si les longueurs de porte doivent être inférieures à 10 nm.

Psssssst :  Intel lance Cooper Lake avec une nouvelle IA, une bande passante accrue, Optane de 2e génération

Silicium NO

Heureusement, il n’y a pas de nouvelle lithographie compliquée impliquée dans le processus de fabrication. Les chercheurs envisagent à terme développer des nanofils IGA en raison de leur meilleure mobilité électronique. Bien que l’architecture de la conception de la forêt de nanofils soit certainement plus complexe que celle de FinFET, il existe une voie claire vers la simplification en réduisant le nombre total de nanofils nécessaires. Avoir le contrôle sur des éléments individuels – qui mesurent 30 nm de diamètre au niveau de la puce – présente des avantages évidents par rapport aux autres techniques moins contraintes comme la synthèse en phase gazeuse.

La recherche sur les nanofils se poursuit activement dans de nombreuses institutions à travers le monde. Les scientifiques français pensent que leur architecture proposée offre plusieurs avantages par rapport à d’autres conceptions de nanofils. Les principaux d’entre eux sont la réduction de la variabilité d’un appareil à l’autre et la structuration d’une longueur de grille nanométrique sans avoir besoin d’une lithographie haute résolution. Pour la fabrication à grande échelle de dispositifs, tels que les transistors à faible puissance et les dispositifs de mémoire, ces avantages seront importants.

Synapse

Il convient de noter que ces nouvelles conceptions, où une grille enveloppe complètement un fil pour optimiser la surface de contact et réduire les fuites, rappellent fortement les structures neuronales. Dans les connexions entre neurones, les synapses adoptent dynamiquement une géométrie spécialisée adaptée aux besoins de transmission de la connexion. Comme pour les transistors à nanofils, cette géométrie converge vers une forme où une transmission fiable se produit avec la moindre dépense d’énergie. Étant auto-assemblées, les formes biologiques ont la capacité unique d’adapter facilement des formes courbes flexibles – la structure synaptique monte et descend sur la convexité d’une interface. Qui a fait quoi, et à qui, peut être lu à partir d’une micrographie électronique d’une tranche de cerveau comme un géologue expérimenté pourrait lire un échantillon de strates rocheuses à travers le temps.

Psssssst :  La prochaine refonte de Windows pourrait enfin inclure une nouvelle application de paramètres

Les bords durs des structures semi-conductrices sont un effet secondaire nécessaire de notre technologie actuelle. Si le fichier de conception demande 225 piliers de nanofils d’une largeur de 30 nm, c’est ce qui sera fait. Finalement, les légendes des spécifications peuvent être définies par les courants et les températures, plutôt que par les diamètres, les nanofils se répartissant ensuite eux-mêmes en conséquence – mais c’est une technologie pour un autre jour.

Maintenant lis: Une encre à nanofil bon marché qui peut augmenter de 25 % l’efficacité des cellules solaires existantes

Document de recherche: DOI : 10.1039/C3NR33738C – « Transistors à effet de champ à base de nanofils verticaux pour une mise à l’échelle ultime »

Bouton retour en haut de la page