En Küçük Boyutlu 3D Transistör Üretildi

Transistörler, sinyalleri yükseltmek ve değiştirmek için kullanılan önemli elektronik cihazlardır. Buluştan bu zamana kadar 2D tasarım kullanıyordu. Artık, Tri-Gate olarak adlandırılan 3D Transistör tasarımları sunuluyor. Peki bu 3D transistörler nedir ve neden önemlidir? Sorularımızın cevabını gelin yazımızda inceleyelim.

A- A+

17.12.2018 tarihli yazı 7540 kez okunmuştur.

MIT ve Colorado Üniversitesi’nden araştırmacılar, günümüzün en küçük ticari modellerinin yarısının daha azına sahip üç boyutlu transistör ürettiler. Genel olarak bu yapı 3 boyutlu olup, teknik ve terimsel olarak ‘Tri-Gate Transistör’ olarak adlandırılmaktadır. Bu teknoloji ilk olarak 2002 yılında "Ivy Bridge" adlı bir çipte üretime sunuldu. Üç boyutlu Tri-Gate transistörleri; bugünün bilgisayarları, cep telefonları ve diğer elektronik cihazlarda kullanılan 2D transistör yapısının yerini almaya başladı.

►İlginizi Çekebilir: UJT Transistör Nedir?

3D Transistörler Nasıl Üretildi?

Mühendisler çalışmalarında “Moore Yasası”ndan ilham aldıklarını belirttiler. Moore yasası; entegre bir devre üzerindeki transistör sayısının her 18 ayda üzerine yerleştirilecek bileşen sayısını iki katına çıkacağını, bilgisayarların işlem kapasitelerinde büyük artışlar gösteceğini öngören bir ampirik gözlemdir. Araştırmacılar bu kural doğrultusunda, entegrelere çok sayıda transistör yerleştirmek için çeşitli yollar arıyor. Bunların en yenisi ise fin’ler gibi dikey duran, bir kıldan on binlerce kat daha ince olan ve 7 nanometreyi ölçen transistörlerdir. Bu transistörlerden milyonlarcası çok küçük çiplere entegre edilebilir.

Mühendisler, atomik düzeyde olan küçük yarı iletken malzemlerin modifikasyonunu sağlamak için “termal atomik asitle aşındırma” olarak adlandırılan, bir kimyasal asitleme tekniğini kullanmışlar. Bu teknik ile 2.5 nanometreye kadar dar ve daha verimli 3D transistörler ürettiler.

►İlginizi Çekebilir: İnsan Beyni Gibi Çalışan Transistörler Geliyor

Transistörleri oluşturmak için, substrat yüzeyi; transistörün şekli ve yapısı itibariyle ışığa maruz bırakılır. Teknik, yüzlerce döngü ile tekrarlanır ve daha küçük boyutlara bu şekilde ulaşılmaya çalışılır. Deneylerde araştırmacılar, malzemenin yüzeyinden sadece bir kez 0.02 nanometre çıkarabilmiştir. MIT'nin Microsystems Teknoloji Laboratuvarları'nda (MTL) yüksek lisans öğrencisi olan Wenjie Lu, “Bir soğanı soyuyorsunuz, katman katman farklı katlarını görüyorsunuz. Her döngüde, bir malzemenin bir nanometresinin sadece %2'sini kazıyabiliriz. Bu bize süper yüksek doğruluk ve sürecin dikkatli kontrolünü sağlıyor.” diyor.

Daha İnce ve Daha İyi ‘Fin’ler Üretildi

FinFET; silikon çiplere katlar çıkılmasına izin veren ve Moore yasasının devamını sağlayacak gibi gözüken, İntel tarafından da kullanılan, çip oluşturma teknolojisidir. Araştırmacılar, bugünün ticari elektronik cihazlarınnın çoğunda kullanılan FinFET’leri, 3D transistörleri ürettiler. FinFET'ler, bir alt tabaka üzerinde dikey olarak duran ince bir silikondan oluşur. Kapılar esas olarak fin’in etrafına sarılmıştır. Dikey şekil fin’ler sayesinde, 7 milyar ile 30 milyar arasında herhangi bir yerdeki FinFET'ler bir çipe sığdırılabilir. 2018 itibariyle Apple, Qualcomm ve diğer teknoloji şirketleri 7 nanometre FinFET’leri kullanmaya başladı.

►İlginizi Çekebilir: Molibden Disülfür Transistörler: Mikroelektronik

Gruba liderlik eden elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimi profesörü A. del Alamo; şimdiye kadar, FinFET'ler arasında en iyi orana sahip olduklarını belirtti.