В MIT продемонстрирован транзистор с рекордными характеристиками

На состоявшейся в декабре конференции IEDM (International Electron Devices Meeting) сотрудники лаборатории технологий микросистем Массачусетского технологического института (MIT) показали транзистор p-типа с наивысшим, измеренным на сегодняшний день, уровнем подвижности носителя заряда. По этому параметру продемонстрированное устройство вдвое быстрее лучшего из прежних экспериментальных p-транзисторов и почти в четыре раза — коммерчески доступных аналогов.

Подвижность или мобильность носителя заряда определяет как быстро носители отрицательного или положительного заряда движутся в присутствии электрического поля. Более высокая мобильность позволяет увеличить частоту переключения транзистора при неизменной разности потенциалов, либо понизить напряжение с сохранением прежнего быстродействия устройства.

Как и прочие высокопроизводительные опытные образцы, новый транзистор не является кремниевым. Однако используемый в нем германий не столь экзотичен как другие альтернативы — его сплавы уже находят применение в промышленных чипах. Представленный прототип также базируется на трехзатворной схеме, которая позволяет преодолеть ряд затруднений, возникающих при миниатюризации компьютерных схем (Intel уже внедрила такое решение в наиболее продвинутых линейках своих процессоров).

Рекордная подвижность в эксперименте была достигнута для «напряженного» германия, который получался выращиванием на различных слоях кремния и кремний-германиевого композита. Атомы германия, подстраиваясь к более плотной решетке подложки, пытались сдвинуться теснее, что и порождало внутренние напряжения.

Уже на протяжении многих десятилетий логические элементы в компьютерных микросхемах состоят из дополняющих друг друга транзисторов p- и n-типов (с дырочной и электронной проводимостью). Для n-типа существенно легче добиться увеличения мобильности носителей. Новое устройство MIT, знаменательно тем, что демонстрирует способность p-транзисторов соответствовать в этом отношении своим электронным аналогам.