Компания TSMC совместно с Национальным университетом Ян Мин Чао Тун (NYCU) представила перспективную технологию, способную приблизить появление чипов нового поколения.
Вместо нанесения материалов непосредственно на канал транзистора специалисты предлагают сначала модифицировать его поверхность. Для этого создаётся чрезвычайно тонкий промежуточный слой, поверх которого затем формируются изоляционный материал и затвор.
Современные процессоры преимущественно используют транзисторы FinFET и GAA, но дальнейшее уменьшение их размеров сталкивается с физическими ограничениями. При длине канала в несколько нанометров затвор начинает хуже контролировать поток электронов, а сокращение толщины приводит к увеличению сопротивления. Одним из возможных решений могут стать двумерные однослойные транзисторы на основе дисульфида молибдена (MoS₂), толщина которого равна примерно 0,7 нанометра. Благодаря этому материалу можно эффективнее управлять током и повысить плотность размещения транзисторов на кристалле.
Тем не менее использование таких транзисторов осложняется формированием диэлектрика затвора: стандартные методы не обеспечивают равномерное покрытие поверхности MoS₂. Исследователи TSMC и NYCU предложили решить проблему с помощью необычной последовательности операций. Сначала на канал нанесли сверхтонкий эпитаксиальный слой алюминия, который впоследствии окислился и превратился в оксид алюминия толщиной лишь 0,42 нанометра. Затем поверх него сформировали слой высокодиэлектрического оксида гафния.
Согласно результатам исследования, новая методика помогает уменьшить рассеяние электронов и улучшить контакт между каналом и затвором. Если её удастся адаптировать для массового производства, технология может сыграть значительную роль в создании процессоров с более плотным расположением транзисторов и сниженным энергопотреблением.