Ученые показали, что нанотрубки могут заменить медные проводники

Источник материала:

По мере того, как полупроводниковые микросхемы становятся быстрее, медные проводники, применяемые в технологии CMOS, могут стать узким местом, препятствующим дальнейшему повышению быстродействия. Одним из решений может стать применение углеродных нанотрубок, для которых характерна намного более высокая подвижность электронов. До недавнего времени проблема заключалась в том, что исследователи не имели подходящего метода для точного размещения нанотрубок в требуемых местах чипов.

Похоже, что одна из групп ученых нашла подход к решению этой задачи.

Специалисты Стэнфордского университета в сотрудничестве с инженерами Toshiba создали первую в мире CMOS-микросхему, в которой соединения были выполнены из нанотрубок. Необычное полупроводниковое изделие было изготовлено на производственных мощностях Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. (TSMC). Схема, состоящая, в общей сложности, из 11000 транзисторов, включала в себя 256 кольцевых генераторов.

Конечно, далеко не все соединения в микросхеме были выполнены из нанотрубок. Точнее говоря, кольцевые генераторы в массиве были сформированы по обычной технологии — в каждом из них не хватало только одного соединения. Дополнив схему нанотрубками, ученые обеспечили ее работоспособность, и продемонстрировали жизнеспособность идеи применения новых проводников взамен медных. Интересно, что они использовали так называемые многослойные трубки длиной 5 мкм и диаметром 50-100 нм (примерно такого же размера, как медные проводники). В перспективе планируется перейти на однослойные трубки диаметром 1 нм.

Секрет подхода, использованного для точного позиционирования трубок, заключается в применении суспензии, содержащей трубки, и возможности независимо включать и выключать кольцевые генераторы. Переменный ток, протекающий в цепях генераторов, «притягивал» трубки к определенным участкам кристалла — именно туда, где необходимо было сформировать проводник. Как только трубка занимала требуемое место, генератор отключали, оставшуюся суспензию удаляли. Пока успехи ученых могут разочаровать — «подключить» успешно удалось только 19 из 256 генераторов. Однако 16 из этих 19 продемонстрировали работу на частоте 800 МГц и более, подтвердив претензии нанотрубок на роли быстродействующих проводников.

Источник: