Silicis ir galio nitridas pratęs Mūro dėsnio veikimą

Išsakytas Gordono Mūro empirinis pastebėjimas tolimais 1965 matais, nepaisant gausių pesimistinių prognozių, galioja iki šiol. Pagal vieno iš Intel įkūrėjo taisyklę, integralinių mikroschemų tranzistorių kiekis daugės kas dvejus metus, kartu reiškiant ir IS funkcionalumo didėjimą ir jų produktyvumą. Kol kas inžinieriams pavykdavo palaikyti veržlų mikroelektroninių įrenginių vystymąsi, naudojant tam puslaidininkinį silicį. Bet nesibaigianti silicinių mikroschemų miniatiūrizacija neįmanoma – jau šiandien inžinieriai yra arti teoriškos silicinės elektronikos miniatiūrizacijos ribos, ir būtina ieškoti pakaitalą šiam populiariam puslaidininkiui.

Žinoma, pretendentai pakeitimui jau egzistuoja, tačiau dauguma jų lieka kol kas laboratorinių eksperimentų stadijoje (pavyzdžiui, tranzistoriai anglies nanovamzdelių pagrindu ir kt.). Maža to, serijinei kardinaliai naujų integralinių mokroschemų gamybai būtina visiškai pakeisti technologinių įrengimų parką, vertė kurio gali siekti net milijardus JAV dolerių. Tai reiškia, kad yra būtina surasti siliciui tokį pakaitalą, kuris leistų gamintojams neskausmingai pereiti prie naujos mikroschemų gamybos technologijos.

Masačiusetso technologijos instituto (MIT) darbuotojų idėja gali tapti aukščiau aprašytos problemos sprendimu, kurie pasiūlė hibridinių integralinių mikroschemų pagaminimo variantą, pagrįstą dviejų puslaidininkių medžiagų naudojimu su skirtingomis charakteristikomis. Kaip labiausiai perspektyvus variantas skelbiamas galio nitrido su silicio plokšte naudojimas. Iš vienos pusės, galio nitridas turi unikalias savybes, leidžiančias gaminti sparčiąsias integralines mikroschemas, iš kitos, silicio naudojimas kaip pagrindas, daro tokią technologiją suderinamą su šiuolaikine gamybine įranga.

Panaši idėja jau buvo iškelta daugelio tyrinėtojų ir gamintojų — galio nitrido naudojimas kartu su siliciu. Tačiau slegianti dauguma tyrinėjimų neapsiėjo be galio nitrido formavimosi sluoksnio ant silicio plokštės, kas yra susiję su visa eile technologinių rūpesčių. Instituto MIT darbuotojai nuėjo kitu keliu, o būtent galio nitrido įsiterpimo į silicio struktūrą keliu, kas yra visiškai leidžiama padaryti šiuolaikine integralinių mikroschemų gamybos technologija.

Hibridinės integralinės mikroschemos turi gerą potencialą stambaus masto naudojimui. Pirmiausia, galio nitrido panaudojimas leidžia pakelti IS gamybą ir/ar padaryti jas ekonomiškesnes. Antra, kas yra nemažiau svarbu, vienos mikroschemos ribose ant kristalo galima sujungti įvairiarūšius komponentus, pavyzdžiui, loginius elementus ir puslaidininkinius lazerius. Maža to, šiandien mobilieji telefonai yra aprūpinti keturiomis-penkiomis įvairių paskirčių integralinėmis mikroschemomis, tuo metu kai perėjimas į jų hibridines modifikacijas leis sujungti visą funkcionalumą vienoje IS.

Detalią ataskaitą apie atliktą tyrinėjimą mokslininkai planuoja paskelbti spalio mėnesio žurnale IEEE Electron Device Letters.

Vis dėl to, kol kas inžinieriai sėkmingai susidoroja su evoliuciniu integralinių silicio mikroschemų vystymosi, ką puikiai parodo vykstantis Kalifornijoje forumas Intel IDF 2009. Šio renginio metu vedantysis pasaulio gamintojas atskleidė susirinkusiai publikai apie savo planus tolimesnei IS miniatiūrizacijai. Šiuo metu pačia vedamąja mikroprocesorių gamybos technologija yra laikoma 32-nm techprocesas, kurio dėka mikroschemų gamyba jau startavo. Artėja labiau precizinės IS gamybos metodikos – 22-nm techprocesas ir net 15-nm, kuriuos Intel kompanija planuoja įsisavinti per artimiausius keletą metų. Jeigu gamintojo planai nepasikeis, tai 2011 metais Intel išleis 22-nm mikroschemas, o po dviejų metų – 2013 metais bus įsisavintas ir 15-nm techprocesas. Tokiu būdu, už Mūro dėsnio teisingumą per artimiausius penkerius-šešerius metus galima nesijaudinti. O suėjus terminui, be jokių abejonių, inžinieriai paruoš dar labiau miniatiūrinių puslaidininkinių įrenginių gamybos technologiją. Ar tai bus silicis, ar kažkokie hibridiniai sprendimai, ar visiškai naujos technologijos, parodys laikas.

Komentarai (0)

RSS Sutraukti / Pasklisti

Tik registruoti vartotojai gali rašyti komentarus