Peneliti menggambarkan sisi-permukaan halus yang sempurna dari kristal silikon 3-D dengan scanning tunneling microscope

Anonim

Sebuah kolaborasi penelitian antara Universitas Osaka dan Institut Sains dan Teknologi Nara untuk pertama kalinya menggunakan pemindaian mikroskopi tunneling (STM) untuk menciptakan gambar permukaan sisi datar datar dari 3-D kristal silikon. Pekerjaan ini membantu produsen semikonduktor terus berinovasi sambil memproduksi chip komputer yang lebih kecil, lebih cepat, dan lebih hemat energi untuk komputer dan ponsel cerdas.

Komputer dan smartphone kami masing-masing dipenuhi jutaan transistor kecil. Kecepatan pemrosesan perangkat ini telah meningkat secara dramatis dari waktu ke waktu karena jumlah transistor yang dapat ditampung pada satu chip komputer terus meningkat. Berdasarkan Hukum Moore, jumlah transistor per keping akan berlipat ganda setiap 2 tahun, dan di daerah ini tampaknya akan bertahan. Untuk menjaga laju inovasi cepat ini, pabrikan komputer terus mencari metode baru untuk membuat setiap transistor semakin kecil.

Mikroprosesor saat ini dibuat dengan menambahkan pola sirkuit ke wafer silikon datar. Cara baru untuk menjejalkan lebih banyak transistor dalam ruang yang sama adalah dengan membuat struktur 3-D. Fin-type field effect transistor (FETs) dinamai demikian karena mereka memiliki struktur silikon mirip sirip yang meluas ke udara, dari permukaan chip. Namun, metode baru ini membutuhkan kristal silikon dengan permukaan datar yang sempurna dan permukaan samping, bukan hanya permukaan atas, seperti perangkat saat ini. Merancang chip generasi berikutnya akan membutuhkan pengetahuan baru tentang struktur atom dari permukaan samping.

Sekarang, para peneliti di Osaka University dan Institut Sains dan Teknologi Nara melaporkan bahwa mereka telah menggunakan STM untuk menggambarkan permukaan kristal silikon untuk pertama kalinya. STM adalah teknik yang kuat yang memungkinkan lokasi atom silikon individual untuk dilihat. Dengan melewati ujung tajam yang sangat dekat dengan sampel, elektron dapat melompat melintasi celah dan menciptakan arus listrik. Mikroskop memonitor arus ini, dan menentukan lokasi atom dalam sampel.

"Studi kami adalah langkah besar pertama menuju evaluasi transistor yang diselesaikan secara atomis yang dirancang untuk memiliki bentuk 3-D, " kata rekan penulis studi, Azusa Hattori.

Untuk membuat permukaan sisi sehalus mungkin, para peneliti pertama-tama memperlakukan kristal dengan proses yang disebut pengenceran ion reaktif. Co-penulis Hidekazu Tanaka mengatakan, "Kemampuan kami untuk melihat langsung pada permukaan-sisi menggunakan STM membuktikan bahwa kami dapat membuat struktur 3-D buatan dengan permukaan atom yang mendekati sempurna."

menu
menu