Imec представи транзистори от следващо поколение – те са бързи, ефективни и достъпни за производство
Преди към 6 години белгийският център Imec показа изцяло нова транзисторна архитектура – CFET (complementary FETs). Тя трябваше да помогне за производството на транзистори със скорост на произвеждане под 2 nm. Архитектурата се характеризира с обособени канали за наностепенно зареждане (forksheet). Технологията обаче се оказа сложна за произвеждане, по тази причина Imec сътвори модифицирана междинна версия на бъдещата архитектура, която беше показана преди няколко дни.
Същността на архитектурата forksheet се състои в делене на GAA транзисторите от n- и p-тип с диелектрична бариера.
Преградата или стената е проектирана по този начин, че да сведе до най-малко въздействието на прилежащите транзистори един върху различен. В този случай двойка транзистори с друга проводимост могат да бъдат направени на по-малка повърхност на чипа, което води до доста понижаване на площта на чипа с до 20 %. Нещо повече, Imec предлага да се слагат транзистори един върху различен, с цел да се осъществя архитектурата CFET, което в допълнение ще понижи площта на чипа. Последвалата работа по транзисторите с разграничени страници обаче сподели, че концепцията за диелектрична бариера е извънредно сложна за осъществяване в производството.
Най-тънката диелектрична бариера с дебелина от 8 до 10 nm трябваше да бъде създадена първа, даже преди всички операции с кристалите и ецването на транзисторите. Не всеки материал може да издържи на такова „ малтретиране “, което би довело до високо равнище на недостатъци. Тогава Imec предложи гениално решение – преградите би трябвало да са външни. Те към този момент не дистанцират многополюсните транзистори един от различен, а изолират двойки транзистори от прилежащите двойки. Всъщност това съставлява уединяване на транзистори с идентична проводимост.
Варианти на вътрешна и външна диелектрична бариера С този развой преградите се превръщаха в едни от последните на кристала. Това решение разрешава потреблението на познати материали. Поради по-дебелите стени площта на транзисторните двойки можеше да бъде леко наранена, само че всички останали преимущества под формата на нараснала скорост (токове) и понижено приключване се резервираха. По-тънкият преход сред наностените и външната стена разреши на гейта да покрие увеличена повърхност на ръба на всяка наностена, което доста усъвършенства контрола на токовете на транзисторните канали.
И най-после, окончателното разработване на външните стени към транзисторните канали усили механичното напрежение в нановлакната (в транзисторните канали). Терминът „ под напрежение силиций “ е прочут на всеки, който се занимава с произвеждане на чипове от най-малко четвърт век. При такива условия проводимостта се усилва.
Разработчиците признават, че с увеличението на дебелината на външните изолационни загради сред транзисторите до 15 nm общата повърхност на чипа може да бъде малко по-голяма, в сравнение с при положение на потребление на вътрешни загради, само че това е дребна и нужна жертва. CAD моделирането на SRAM кафези и осцилатори, употребяващи транзистори с нанолистове с външни загради, сподели, че при статичните кафези памет новата скица за софтуерния развой А10 (10 Angstrom) понижава площта с 22% спрямо нанолистовете А14 без изолираност, което се дължи на по-плътното пакетиране на еднотипните устройства и понижената стъпка на гейта.
За осцилаторни схеми с цялостно натоварване новата скица подхожда или надвишава продуктивността на осцилаторите за софтуерни процеси A14 и 2 nm. При празен товар захранващият ток е понижен с към 33% (намаляване на утечките).
Опитът в производството на разграничени наностабилни транзистори ще бъде значим за създаването на CFET, защото доста софтуерни стъпки, материали и концепции за планиране ще се припокриват. Във forksheet транзисторите устройствата от p-тип и n-тип се слагат едно до друго. За разлика от тях, в идващото потомство CFET двата разнообразни вида транзистори ще бъдат ситуирани отвесно, макар че главната технология ще остане същата, само че това е история от средата на 30-те години на предишния век, към която ще се връщаме неведнъж в бъдеще.
