Pourquoi est-ce important: La loi de Moore n’est peut-être pas morte après tout. Une nouvelle technique utilisant des nanomatériaux peut encore miniaturiser les transistors, ce qui permet aux usines de fabrication d’en intégrer davantage sur chaque puce. Cette recherche ouvre de nouvelles possibilités pour créer des dispositifs semi-conducteurs avancés avec des caractéristiques plus petites que celles permises par les techniques de lithographie actuelles.
Une équipe de recherche sud-coréenne dirigée par Jo Moon-Ho, directrice du Center for Van der Waals Quantum Solids de l’Institut sud-coréen des sciences fondamentales, a réalisé une avancée significative dans la technologie des semi-conducteurs et des nanomatériaux qui pourrait conduire au développement d’appareils électroniques beaucoup plus petits, plus efficaces et plus puissants. La nouvelle technique permet de produire des nanomatériaux métalliques « unidimensionnels » d’une largeur aussi étroite que 0,4 nanomètre, destinés à être utilisés comme électrodes de grille sur des substrats 2D. Cette technique promet de surmonter les limites de la lithographie traditionnelle.
Les dispositifs intégrés basés sur des semi-conducteurs bidimensionnels présentent d’excellentes propriétés électriques même lorsqu’ils sont amincis à l’échelle atomique, ce qui en fait des candidats prometteurs pour la création de dispositifs électroniques ultra-minces et à hautes performances. Une étude distincte indique que ces circuits logiques 2D sont des candidats prometteurs pour l’ère post-loi de Moore.
Cependant, le développement de procédés de fabrication de circuits intégrés basés sur des conceptions 2D se heurte à des obstacles considérables. Il est extrêmement difficile d’intégrer des matériaux 2D dans des dispositifs sans endommager leur structure délicate, et il est également très difficile de produire à grande échelle et de manière cohérente des matériaux 2D de haute qualité.
Un autre problème est que les techniques actuelles de lithographie et de fabrication ne fonctionnent pas à des échelles aussi petites. Dans les procédés de fabrication de semi-conducteurs classiques, il est impossible de réduire la longueur de grille en dessous de quelques nanomètres en raison des limites de la résolution de la lithographie.
Il est important de noter que le degré d’intégration dans les dispositifs semi-conducteurs est déterminé par la largeur et l’efficacité de contrôle de l’électrode de grille, qui contrôle le flux d’électrons dans le transistor. L’équipe a exploité le fait que la limite du jumeau miroir du disulfure de molybdène, un semi-driver 2D, est un métal 1D d’une largeur de seulement 0,4 nm. Ils l’ont utilisé comme électrode de grille, surmontant ainsi les limites du processus de lithographie.
L’équipe a pu transformer le semi-driver 2D existant en un MTB 1D en contrôlant la structure cristalline au niveau atomique. Ces structures métalliques 1D peuvent servir d’électrodes de grille dans des transistors ultra-miniaturisés.
« La phase métallique 1D obtenue par croissance épitaxiale est un nouveau procédé de fabrication de matériaux qui peut être appliqué aux procédés de fabrication de semi-conducteurs ultra-miniaturisés », a déclaré le directeur JO Moon-Ho. « Il devrait devenir une technologie clé pour le développement de divers dispositifs électroniques à faible consommation et à hautes performances à l’avenir. »
Détente, découvrez l’évolution du nombre de smartphones vendus par marque au fil du temps dans la vidéo ci-dessous :
