Компания CDimension разработала уникальный процесс выращивания дисульфида молибдена (MoS₂), одного из самых перспективных двухмерных полупроводников, непосредственно на кремниевых пластинах при температуре всего 200°C. Это открытие позволяет интегрировать MoS₂ в существующие кремниевые схемы без риска их повреждения, что открывает путь к созданию многоуровневых 3D-чипов на основе 2D-материалов.
Технология, готовая к промышленному внедрению
CDimension решает одну из ключевых проблем, с которыми сталкиваются исследователи и разработчики 2D-материалов: выращивание MoS₂ на кремнии при низких температурах. Ранее для создания двухмерных полупроводников требовались температуры выше 1000°C, что могло повредить тонкие кремниевые схемы, на которых они должны были быть интегрированы. В отличие от традиционных методов, команда CDimension использует метод химического осаждения из газовой фазы, что позволяет выращивать 2D-материалы прямо на кремниевых пластинах без риска повреждения.
Данный подход уже привлек внимание крупных производителей чипов, которые заинтересованы в интеграции 2D-материалов в свои передовые технологии. CDimension поставляет кремниевые пластины с выращенными на них 2D-материалами, которые клиенты могут использовать для разработки и тестирования своих устройств. Этот продукт, по мнению специалистов, может стать первым коммерческим предложением на рынке двухмерных полупроводников.
Преимущества 2D-транзисторов: меньший размер и энергопотребление
Одним из основных преимуществ 2D-транзисторов является значительное снижение энергопотребления. Благодаря своей толщине всего в 0,6 нм, двухмерные полупроводники могут работать при гораздо меньшем напряжении, чем традиционные кремниевые устройства. Это сокращает как динамическую, так и статическую мощность, что особенно важно для мобильных и вычислительных устройств, где энергоэффективность критична.
MoS₂ также отличается высокой шириной запрещенной зоны, что позволяет эффективно снижать утечку тока в выключенном состоянии, улучшая тем самым энергосбережение. По утверждениям генерального директора CDimension Джиади Чжу, устройства, изготовленные с использованием технологии компании, потребляют всего одну тысячную от энергии, необходимой для работы кремниевых транзисторов.
Будущее 2D-полупроводников в индустрии
Интерес к 2D-материалам и их возможному использованию в передовых чипах растет. На международной конференции IEEE по электронным устройствам в декабре 2024 года CDimension и исследователи MIT продемонстрировали транзисторы на основе MoS₂ с несколькими стекированными каналами, которые могут соответствовать или даже превосходить требования будущих чипов с узлом 10 А (1 нанометр).
Производители чипов, такие как Intel и TSMC, уже рассматривают возможность замены кремниевых нанолистов на MoS₂ и другие 2D-материалы в своих будущих продуктах. Для того чтобы 2D-полупроводники могли быть интегрированы в массовое производство, компания CDimension также развивает технологии производства p-типа полупроводников, включая диселенид вольфрама, а также 2D-изоляционные материалы, такие как гексагональный нитрид бора. Эти материалы необходимы для создания полноценной CMOS-архитектуры будущих чипов.
Таким образом, CDimension не только решает задачи производства 2D-материалов, но и активно работает над созданием инфраструктуры для их массового применения в полупроводниковой промышленности.
Источник: https://spectrum.ieee.org/cdimensions-2d-semiconductors?utm_source=homepage&utm_medium=hero&...Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
