একটি নতুন ইটিট্রিয়াম ডোপিং প্রযুক্তি ব্রেকথ্রু 2 ডি ট্রানজিস্টর সীমাবদ্ধতা
Traditional তিহ্যবাহী সিলিকন-ভিত্তিক প্রযুক্তিটি সাব -3 এনএম নোডে তার শারীরিক সীমাতে পৌঁছেছে, এবং নতুন সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলির আরও স্কেলিং অর্জনের জন্য জরুরিভাবে প্রয়োজন। দ্বি-মাত্রিক অর্ধপরিবাহী, তাদের পারমাণবিক পাতলা কাঠামো এবং উচ্চ গতিশীলতার সুবিধার সাথে, অতি-শর্ট চ্যানেল ট্রানজিস্টরগুলিতে দুর্দান্ত বৈদ্যুতিন নিয়ন্ত্রণ এবং অন-রাষ্ট্রীয় বৈশিষ্ট্য অর্জন করতে পারে। এগুলি সাব -1 এনএম প্রযুক্তি নোডে ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট চিপগুলির জন্য সম্ভাব্য চ্যানেল উপকরণ হিসাবে বিবেচিত হয় এবং শীর্ষস্থানীয় গ্লোবাল সেমিকন্ডাক্টর চিপ সংস্থাগুলি এবং গবেষণা সংস্থাগুলি (যেমন ইন্টেল, টিএসএমসি, স্যামসুং এবং দ্য ইউরোপীয় মাইক্রো ইলেক্ট্রনিক্স সেন্টার) থেকে খুব মনোযোগ পেয়েছে । যাইহোক, দ্বি-মাত্রিক ট্রানজিস্টরগুলি গুরুতর ধাতব-সেমিকন্ডাক্টর যোগাযোগ ফার্মি পিনিং এফেক্টের মুখোমুখি হয়, যা দ্বি-মাত্রিক ট্রানজিস্টরের কার্যকারিতা ব্যাপকভাবে সীমাবদ্ধ করে। অতএব, কীভাবে দ্বি-মাত্রিক অর্ধপরিবাহী এবং ধাতব ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে ওহমিক যোগাযোগ অর্জন করা যায় তা উচ্চ-পারফরম্যান্স ব্যালিস্টিক ট্রানজিস্টর প্রস্তুতির মূল কারণ। এছাড়াও, বর্তমানে আন্তর্জাতিকভাবে অর্জিত উচ্চ-পারফরম্যান্স দ্বি-মাত্রিক ট্রানজিস্টরগুলি বেশিরভাগই যান্ত্রিক এক্সফোলিয়েশন বা সেন্টিমিটার-স্কেল দ্বি-মাত্রিক একক স্ফটিকের উপর ভিত্তি করে। ওয়েফার-স্তরের দ্বি-মাত্রিক অর্ধপরিবাহীগুলির উপর ভিত্তি করে উচ্চ-পারফরম্যান্স ট্রানজিস্টরগুলির বৃহত আকারের প্রস্তুতি কীভাবে অর্জন করা যায় তা হ'ল পরীক্ষাগার থেকে শিল্প অ্যাপ্লিকেশন (ল্যাব-টু-এফএবি) পর্যন্ত দ্বি-মাত্রিক ইলেকট্রনিক্স প্রচারের মূল চ্যালেঞ্জ।
সম্প্রতি, পিকিং বিশ্ববিদ্যালয়ের স্কুল অফ ইলেকট্রনিক্সের একাডেমিশিয়ান পেং লিয়ানমো এবং গবেষক কিউ চেংগাংয়ের নেতৃত্বে গবেষণা দলটি দ্বি-মাত্রিক অর্ধপরিবাহী ইন্টিগ্রেশন প্রক্রিয়াতে "বিরল আর্থ ইটিট্রিয়াম প্ররোচিত ফেজ পরিবর্তন তত্ত্ব" প্রস্তাব করেছিল এবং "অ্যাটমিক-লেভেল আবিষ্কার করেছিল প্রিসিশন সিলেক্টিভ ডোপিং প্রযুক্তি ", ইঞ্জিনিয়ারিং সীমাবদ্ধতার মধ্য দিয়ে ভাঙা যে traditional তিহ্যবাহী আয়ন রোপনের জংশন গভীরতা 5 ন্যানোমিটারের চেয়ে কম হতে পারে না। প্রথমবারের জন্য, উত্স এবং ড্রেন নির্বাচন ক্ষেত্রের ডোপিং গভীরতাটি একক পারমাণবিক স্তরটির ন্যানোমিটারগুলি 0 এর সীমাতে ঠেলে দেওয়া হয়েছিল এবং আল্ট্রা-শর্ট চ্যানেল ব্যালিস্টিক ট্রানজিস্টরগুলির উপর ভিত্তি করে একটি বৃহত আকারে প্রস্তুত করা হয়েছিল দ্বি-মাত্রিক অর্ধপরিবাহী ওয়েফার, আদর্শ ওহমিক পরিচিতিগুলি অর্জন এবং স্যুইচিং বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জন করে, যা উচ্চতর পারফরম্যান্স এবং কম বিদ্যুৎ খরচ সহ ভবিষ্যতের সাব -1 ন্যানোমিটার প্রযুক্তি নোড চিপগুলি তৈরি করার সম্ভাবনা রাখে। প্রাসঙ্গিক গবেষণার ফলাফলগুলি "দ্বি-মাত্রিক ট্রানজিস্টরগুলিতে ওহমিক পরিচিতিগুলির জন্য মলিবডেনাম ডিসফ্লাইডের ইটিট্রুইম-ডোপিং-প্ররোচিত ধাতবকরণ" শিরোনামে 27 মে, 2024 এ অনলাইনে প্রকৃতি ইলেকট্রনিক্সে প্রকাশিত হয়েছিল।
এই গবেষণা কাজটি নিম্নলিখিত চারটি প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন অর্জন করেছে:
1। "বিরল পৃথিবী উপাদান প্ররোচিত দ্বি-মাত্রিক ধাতবকরণ তত্ত্ব" অগ্রণী ছিল।
এই প্রযুক্তিটি যোগাযোগের ক্ষেত্রের দ্বি-মাত্রিক অর্ধপরিবাহীকে ইটিট্রিয়াম পরমাণু ডোপিংকে প্ররোচিত করে দ্বি-মাত্রিক ধাতুতে রূপান্তরিত করে। এই দ্বি-মাত্রিক ধাতু ইন্টারফেসে ফার্মি পিনিং প্রভাবটি দমন করতে ধাতু এবং অর্ধপরিবাহী মধ্যে বাফার স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয়। বাফার স্তরটি ধাতব থেকে সেমিকন্ডাক্টর পর্যন্ত ক্যারিয়ারের সংক্রমণ দক্ষতা কার্যকরভাবে উন্নত করতে "সেতু" হিসাবে কাজ করে। ইটিট্রিয়াম অ্যাটম ডোপিং কার্যকরভাবে দ্বি-মাত্রিক ধাতবটির ফার্মি স্তরের অবস্থানকে নিয়ন্ত্রণ করে আদর্শ ব্যান্ড প্রান্তিককরণ এবং ডিভাইসের ওহমিক যোগাযোগ অর্জনের জন্য, অন্তর্নিহিত দ্বি-মাত্রিক পর্যায় রূপান্তরটিতে অন্তর্নিহিত স্কটকি বাধাটির বৈজ্ঞানিক চ্যালেঞ্জকে কাটিয়ে।
চিত্র 1 একক পারমাণবিক স্তর ডোপিং-প্ররোচিত দ্বি-মাত্রিক ধাতবযুক্ত ওহমিক যোগাযোগ প্রযুক্তির তাত্ত্বিক চিত্রণ
দ্বিতীয়ত, "পারমাণবিক স্তরের নিয়ন্ত্রণযোগ্য নির্ভুলতা ডোপিং প্রযুক্তি" উদ্ভাবিত হয়েছিল। আল্ট্রা-লো পাওয়ার সফট প্লাজমা-সলিড-সোর্স অ্যাক্টিভ মেটাল ডিপোজিশন-ভ্যাকুয়াম অ্যানিলিংয়ের একটি তিন-পদক্ষেপের পরমাণু-স্তরের ডোপিং প্রক্রিয়া কার্যকরভাবে সলিড-স্টেট উত্স ডোপ্যান্ট ইটিট্রিয়াম পরমাণুগুলিকে সূক্ষ্মভাবে প্যাটার্নযুক্ত দ্বি-মাত্রিক যোগাযোগের ক্ষেত্রের পৃষ্ঠের মধ্যে কার্যকরভাবে ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল । এই নতুন যোগাযোগের ডোপিং কৌশলটি 1NM প্রযুক্তি নোডের লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়াটির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
চিত্র 2 পারমাণবিক-স্তরের ডোপিং-প্ররোচিত দ্বি-মাত্রিক ধাতবকরণের পদ্ধতিগত বৈশিষ্ট্য
তৃতীয়ত, আদর্শ ওহমিক যোগাযোগটি ওয়েফার-স্তরের দ্বি-মাত্রিক অর্ধপরিবাহীগুলিতে অর্জন করা হয়। যোগাযোগের প্রতিরোধকে কোয়ান্টাম তাত্ত্বিক সীমাতে ঠেলে দেওয়া হয়, মোট ডিভাইস প্রতিরোধের 235Ω · μm এর চেয়ে কম, এবং পরিসংখ্যানগত সংক্রমণ লাইন পদ্ধতি (টিএলএম) গড় যোগাযোগের প্রতিরোধের কেবলমাত্র 69 ± 13Ω · μm, যা আন্তর্জাতিকটির প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলির ভবিষ্যতের নোডগুলিতে ট্রানজিস্টরগুলির প্রতিরোধের জন্য সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তি রোডম্যাপ।
চিত্র 3 ডিভাইস কাঠামো এবং ডুয়াল-গেট 10 এনএম আল্ট্রা-শর্ট চ্যানেলের দ্বি-মাত্রিক ট্রানজিস্টরের ওহমিক যোগাযোগের বৈশিষ্ট্য
চতুর্থত, এটি বৃহত আকারের অতি-সংক্ষিপ্ত চ্যানেল দ্বি-মাত্রিক ট্রানজিস্টর অ্যারেগুলিতে দুর্দান্ত বিস্তৃত বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। এটি আদর্শ স্যুইচিং আচরণ প্রদর্শন করে এবং শর্ট চ্যানেল প্রভাবকে কার্যকরভাবে দমন করতে পারে। ঘরের তাপমাত্রার ব্যালিস্টিক হার 79৯%এর চেয়ে বেশি, চার-মাত্রার বর্তমান পরিসরে গড় সাবস্ট্রিপোল্ড সুইং এসএস 67 এমভি/ডিসেম্বর; গড় অন-রাষ্ট্রীয় বর্তমান ঘনত্ব 0। 84ma/μm এর মতো উচ্চ; সর্বাধিক ট্রান্সকন্ডাক্ট্যান্স বৃদ্ধি করা হয়েছে 3.2 মিমি/μm, যা অন্যান্য অনুরূপ দ্বি-মাত্রিক টিএমডিএস ডিভাইসের তুলনায় প্রায় মাত্রার ক্রম।
চিত্র 4 আল্ট্রা-শর্ট চ্যানেলের দ্বি-মাত্রিক ট্রানজিস্টর স্কেল অ্যারের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য
এই কাজটি শারীরিক প্রক্রিয়া দৃষ্টিকোণ থেকে বিরল পৃথিবী উপাদান ইটিট্রিয়াম-ডোপড দ্বি-মাত্রিক পর্যায় পরিবর্তন প্রযুক্তির অন্তর্নিহিত প্রক্রিয়াটি ব্যাখ্যা করে এবং উচ্চ-পারফরম্যান্স দ্বি-মাত্রিক ট্রানজিস্টরগুলির বৃহত আকারের ওয়েফার-স্তরের প্রস্তুতির সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করে। ডিভাইসের মূল বৈদ্যুতিন পরামিতিগুলি উন্নত নোড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলির প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে, ভবিষ্যতের নোড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে দ্বি-মাত্রিক অর্ধপরিবাহীগুলির কার্যকারিতা সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করে এবং পরীক্ষাগার থেকে শিল্পে দ্বি-মাত্রিক ইলেকট্রনিক্স প্রচারের জন্য গুরুত্বপূর্ণ তাত্ত্বিক রেফারেন্স এবং পরীক্ষামূলক ভিত্তি সরবরাহ করে এবং পরীক্ষামূলক ভিত্তি সরবরাহ করে। (ল্যাব-টু-ফ্যাব)
(উত্স থেকে: https://www.cpc.pku.edu.cn/info/1015/2011.htm)