Schrumpfende Transistoren mit Nanotechnologie
Nanotechnologie Forscher in den Mikroprozessor Industrie haben Verbesserungen in nanolithography und Veränderungen in der nanoskaligen Struktur der Transistoren, die die Dichte von Transistoren in Mikroprozessoren steigt. Und es gibt mehr zu kommen.
Feldeffekttransistoren (FET) als Schalter
Die Struktur des Typs des Transistors in Mikroprozessoren verwendet Hunderte von Millionen von Transistoren auf einer integrierten Schaltung enthält, wird ein FET bezeichnet.
Plazieren Spannung am Gate ermöglicht, Strom durch den Kanal zwischen der Source zu fließen und dem Drain. Der Transistor wirkt somit als Schalter.
Strom fließt, wenn Spannung an das Gate angelegt wird und zu fließen aufhört, wenn keine Spannung ist. Da die Kanallänge kleiner wird, ist jedoch die Wahrscheinlichkeit von Leckstrom durch den Kanal zwischen der Source- und Drain erhöht, selbst wenn keine Spannung an dem Gate.
Integrierte Schaltung Hersteller planen, diese Struktur für minimale Strukturgrößen von etwa 14 nm zu modifizieren, und weniger, um die Menge der Leckage durch den Kanal zu reduzieren. Dieser modifizierte Transistor ein finFET aufgrund des rippenförmigen Kanal oberhalb des Substrats bezeichnet.
Mit dem Gate an der Oberseite und zwei Seiten des Kanals, die Spannung an das Gate angelegt hat mehr Wirkung auf den Kanal als in dem herkömmlichen FET, die das Gate auf der Oberseite des Kanals nur hat.
Intel hat angekündigt, dass sie eine FinFET-Transistor-Struktur implementieren genannt Tri-Gate-auf ihren 22-nm-Mikroprozessoren. diese Transistoren verwendet werden, entweder reduziertem Stromverbrauch bei den gleichen Geschwindigkeiten wie die aktuellen 32-nm Mikroprozessoren oder erhöhten Geschwindigkeiten mit dem gleichen Leistungsverbrauch bereitzustellen.
ein Nanodraht als den Kanal des FET zu verwenden ist eine Methode, die Forscher noch mehr Fortschritte bei der Verringerung der Leckstrom zu machen erforschen. Ein Nanodraht-Transistor besteht aus einem Nanodraht aus halbleitendem Material, die Source- und Drain des Transistors mit einem Gate gemacht Verbinden des Stromflusses durch den Nanodraht zu steuern. Der Nanodraht ist vertikal, wie die Flosse vom Substrat erhebt.
Mit einem Nanodraht als der Kanal ermöglicht es Ihnen, das Tor vollständig zu wickeln rund um den Kanal. Dies sollte die Spannung an das Gate angelegt erlauben noch mehr Kontrolle über den Kanal als zu haben, wenn die finFET verwenden. Diese vertikale Struktur spart auch Raum, eine höhere Dichte von Transistoren auf einem Chip ermöglicht. Millionen oder Milliarden von vertikalen Nanodrähte werden könnte auf einem Substrat aufgewachsen.
Pack-Transistoren auf integrierten Schaltungen
Forscher untersuchen anderen Nanomaterialien zu kleineren Transistoren machen und sie enger in integrierten Schaltungen zu packen. Zwei der führenden Anwärter sind:
Quantenpunkte: Forscher haben gezeigt, dass sie die Transistoren in denen Punkte aufbauen können Quanten durch die Strom fließt den Kanal bilden. Dieser Kanal kann so klein wie 4 Nanometer im Durchmesser sein. Die Herausforderung besteht darin, ein Verfahren zur Integration dieser Nanopartikel in einen Prozess zu entwickeln, sehr dichten integrierten Schaltungen zu bauen.
Kohlenstoff-Nanoröhren: Sie können Halbleiter-Typ Kohlenstoff-Nanoröhrchen als Transistorkanäle, ähnlich der Art und Weise benutzen Sie Nanodrähte verwenden. Die Verwendung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen hat jedoch verschiedene Komplikationen.
Zum Beispiel, wenn Sie Kohlenstoff-Nanoröhren wachsen, sowohl Halbleiter- und Metall-Typ Kohlenstoff-Nanoröhrchen hergestellt werden. Sie benötigen einen Schritt in dem Herstellungsprozess, der einen Strom durch die metallischen Nanoröhren läuft absichtlich sie zu verbrennen, so wie Sie versehentlich eine Sicherung durchbrennen könnte. Die Forscher erarbeiten müssen Details wie diese, bevor sie Kohlenstoff-Nanoröhren in Massenproduktion hergestellt integrierte Schaltungen verwenden können.