2020年6月2
碳纳米管晶体管是商业现实更近了一步,现在麻省理工学院的研究人员已经证明,商业设施,设备可以迅速用同样的设备用于生产硅晶体管是当今计算机行业的支柱。2020欧洲杯下注官网
碳纳米管场效应晶体管或CNFETs比硅更节能的场效应晶体管和可以用来建立新的类型的三维微处理器。但直到现在,他们大多存在于一个“手工”空间,精心制作少量的学术实验室。
在6月1日发表的一项研究电子性质然而,科学家们展示如何制作CNFETs大量200毫米晶圆上计算机芯片设计的行业标准。创建CNFETs商业硅生产设备和半导体在美国。
在分析沉积技术用于制造CNFETs,马克斯Shulaker,麻省理工学院的电气工程和计算机科学助理教授,和他的同事做了一些改变加速1100倍的制造工艺与传统的方法相比,同时也降低了生产成本。欧洲杯线上买球技术沉积碳纳米管在晶圆边缘到边缘,与14400年到14400年数组CFNETs分布在多个晶片。
Shulaker,设计CNFETs博士学位天以来,这项新研究表示说“一个巨大的一步,进入生产级设施。”
实验室和工业之间的鸿沟方面的研究人员“不经常有机会去做。”他补充道。“但这是一个重要的新兴技术的试金石。”
其他的麻省理工学院的研究人员在研究包括作者明迪d主教,麻省理工的博士生健康科学和技术项目,随着计山,如来佛Srimani,刘和基督教。欧洲杯线上买球
解决意大利面问题
几十年来,硅晶体管制造工艺的改进,降低了价格和提高能源效率的计算。这一趋势可能接近尾声了,然而,随着越来越多的晶体管挤在集成电路似乎没有以历史性的利率提高能源效率。
CNFETs是一个有吸引力的替代技术,因为它们“一个数量级左右更节能”比硅晶体管,Shulaker说。
与硅晶体管,在温度约450到500摄氏度,CNFETs还可以制造near-room温度。”这意味着您可以实际构建的电路层上的组装层电路,来创建一个三维芯片,”Shulaker解释道。与硅基技术,“你不能这么做因为你会融化层下面的。”
一个3 d电脑芯片,这可能结合逻辑和记忆功能,预计“击败了性能先进的2 d芯片由硅的数量级,”他说。
最有效的方法之一,在实验室建立CFNETs沉积纳米管的方法被称为潜伏期,在晶圆片浸在洗澡的碳纳米管在纳米管粘在晶片的表面。
CNFET的性能在很大程度上决定了沉积过程中,主教说,影响了碳纳米管表面的晶片数量和他们的方向。他们“要么困到晶片等随机取向的煮熟的意大利面条或全部对齐在同一个方向仍未煮过的面条在包,“她说。
调整纳米管完全在CNFET导致理想的性能,但对齐是很难获得。“真的很难放下数十亿小1纳米直径碳纳米管在一个完美的取向在200毫米晶圆大,”主教解释道。“把这些长度尺度背景下,它就像试图覆盖整个新罕布什尔州的完全面向干意大利面。”
工业孵化方法,而实际不对齐碳纳米管。他们最终在晶片更像煮熟的意大利面条,研究者最初不认为将足够高CNFET性能,主教说。他们的实验后,然而,她和她的同事们认为,简单的孵化过程将产生CNFET可能比硅晶体管。
CNFETs以外的烧杯
仔细观察孵化过程的研究人员展示了如何改变过程,使之更可行的工业生产。例如,他们发现干自行车、间歇干燥淹没晶片的方法,可以显著降低孵化时间——从48小时到150秒。
另一个名为a的新方法(人工浓度通过蒸发)沉积少量的纳米管解决方案在一个晶片而不是淹没晶圆在一辆坦克。解决方案的缓慢的蒸发增加碳纳米管的浓度和纳米管的整体密度沉积在晶片上。
这些变化是必要的过程可以尝试前工业规模,主教说:“在我们的实验室,我们好让晶片在烧杯中坐了一个星期,但是对于一个公司,他们没有这种奢侈。”
的“优雅简单测试”帮助他们理解和提高孵化方法,她说,“证明非常重要的解决问题,也许学者没有,但肯定行业,当他们看到建立一个新过程。”
研究人员曾与模拟设备,一个商业硅制造工厂,和SkyWater技术,半导体制造CNFETs使用改进的方法。他们能够使用相同的设备,这两个设施使用硅晶圆,同时确保纳米管解2020欧洲杯下注官网决方案满足了严格的化学和污染物要求的设施。
“我们非常幸运与我们行业的同事密切合作,了解他们的需求和迭代开发和他们的输入,“主教说。他指出,合作帮助他们开发一个自动化、大容量和低成本的过程。
这两个设备显示“严肃的承诺研发和探索边缘”的新兴技术,Shulaker补充道。
接下来的步骤中,已经开始,将构建不同类型的集成电路在一个工业CNFETs设置和探索一些新的功能可以提供3 d芯片,他说。”的下一个目标是过渡从学术上有趣的东西会被人使用,我认为这是一个非常重要的步骤在这个方向。”
贝基写的火腿,麻省理工学院新闻记者
来源:http://www.mit.edu/