Японские научные сотрудники из Института промышленных наук Токийского университета разработали инновационный транзистор, в котором традиционный кремний заменен на кристаллический оксид индия, легированный галлием. Такой подход позволил создать высокопроизводительное устройство с улучшенными характеристиками для современной электроники.
Об этом сообщает ProIT
Особенности конструкции нового транзистора
Разработка основана на технологии gate-all-around: управляющий затвор полностью охватывает канал для движения электронов, что обеспечивает высокую подвижность зарядов и длительную стабильность работы устройства. Благодаря свойствам оксида индия с высокоупорядоченной кристаллической структурой электрические заряды движутся значительно эффективнее, чем в традиционном кремнии.
Чтобы минимизировать дефекты, влияющие на стабильность транзистора, оксид индия легировали галлием. Для покрытия области канала применили метод атомно-слойного осаждения: тонкая пленка из легированного материала наносится по одному атомному слою, а затем подвергается нагреву для формирования необходимой кристаллической структуры. На основе этой технологии создан металлооксидный полевой транзистор с конструкцией gate-all-around.
«Мы также хотели, чтобы наш кристаллический оксидный транзистор имел структуру «gate-all-around», в которой затвор, включающий или выключающий ток, окружал канал, по которому течет ток. Обернув затвор полностью вокруг канала, мы можем повысить эффективность и масштабируемость по сравнению с традиционными затворами», — объясняет ведущий автор исследования Анлан Чен.
Потенциал и применение инновационной разработки
Результаты тестирования показали, что полевой транзистор с слоем оксида индия, легированного галлием, обладает высокой подвижностью электронов — 44,5 м²/В·с, что существенно превосходит аналоги. Устройство также продемонстрировало стабильную работу под нагрузкой в течение почти трех часов, что является важным преимуществом для практического использования.
Это достижение открывает новые возможности для создания надежных и высокоплотных электронных компонентов, которые могут применяться в сферах с повышенными требованиями к вычислительной мощности: центрах обработки данных, искусственном интеллекте и других современных технологиях.