ENGINEERINGNET.BE - De komende jaren zal de klassieke miniaturisatie van siliciumchips op fysieke grenzen botsen.
De industrie is ondertussen al aan het zoeken naar nieuwe materialen en transistorarchitecturen. Een beloftevolle piste zijn 2D-materialen.
Deze materialen zijn extreem dun – slechts één of enkele atoomlagen. Dat maakt ze veelbelovend als geleidingskanaal in toekomstige chips, ter vervanging van het siliciumkanaal dat steeds moeilijker te verkleinen is.
Maar hun grote voordeel vormt tegelijk ook de grote uitdaging: het is technisch bijzonder moeilijk om zulke dunne lagen uniform aan te brengen op siliciumwafers en te integreren in bestaande productieprocessen.
In samenwerking met TSMC ontwikkelde imec p-type transistoren (pFETs) op basis van wolfraamdiselenide (WSe₂). Deze 2D-transistoren leveren recordprestaties en zijn gemaakt met een proces dat compatibel is met bestaande chipproductie, wat het potentieel van 2D-materialen voor toekomstige chiparchitecturen toont.
Parallel werkte imec aan technieken die de integratie van 2D-transistoren in industriële productie mogelijk maken. Tot nu toe bleven resultaten immers vooral beperkt tot labo-experimenten op individuele testchips.
Om 2D-materialen industrieel relevant te maken, moeten deze processen opgeschaald worden naar 300mm-wafers, het standaardformaat van siliciumschijven waarop de industrie in massa chips produceert, en moeten betrouwbaarheid en uniformiteit gegarandeerd worden.
Daarom ontwikkelde imec samen met Intel nieuwe technieken om de basiscomponenten van 2D-transistoren (kanaal, contacten, poort en diëlektricum) efficiënter te integreren in massaproductieprocessen.
