Ohuita ja kapeita

Materiaalitekninen kehitys tuo uusia mahdollisuuksia niin piille kuin sen kanssa toimimaan kykeneviä materiaaleja.

University of Illinoisin tutkijat ovat kehittäneet tavan syövyttää hyvin korkeita ja tasasivuisia finfettien eväitä. Niiden sivut ovat erittäin pystyjä ja sivun suhde alustaan voi olla jopa 50:1.

Nykytekniikan finfetit tuotetaan kerrostamalla tai pommittamalla puolijohdekiekkoa suurienergisellä ionisäteellä, joka voi vaurioittaa puolijohteen pintaa.

Kehitettyä tekniikkaa kutsutaan metalliavusteiseksi kemialliseksi syövytykseksi tai MacEtchiksi. Se on nestepohjainen menetelmä, joka on yksinkertaisempi ja edullisempi kuin ionisuihkun käyttö. Tekniikkaa on testattu indiumfosfidilla kullan toimiessa metallimallina. Tutkijat ovat kuitenkin kehittämässä menetelmäänsä käytettäväksi myös piin kanssa.

Mikrosirujen materiaalit monipuolistuvat

North Carolina State Universityn ja Yhdysvaltain armeijan tutkimuslaitoksen tutkijat ovat puolestaan kehittäneet tavan integroida uudenlaisia funktionaalisia materiaaleja piimikrosiruun, mikä mahdollistaa aivan uudet älykkäät laitteet ja järjestelmät.

Tutkitut funktionaaliset materiaalit ovat oksideja eli useita erilaisia materiaaleja, joita ei tähän asti ole voitu integroida piisirulle: multiferroisia, joilla on sekä ferrosähköisiä että ferromagneettisia ominaisuuksia; pinnaltaan johtavia topologisia eristeitä sekä uudenlaisia ferrosähköisiä materiaaleja.

Nämä materiaalit ovat lupaavia esimerkiksi antureihin, haihtumattomiksi muisteiksi ja MEMS-järjestelmiksi. Kun niitä voidaan yhdistää piisirun kanssa, niiden mahdollistamia toimintoja voidaan sisällyttää suoraan piisiruihin.

Uusien materiaaleja integrointi piisirun päälle mahdollistaa monia toimintoja, toteavat tutkijat. "Esimerkiksi se antaa meille mahdollisuuden aistia tai kerätä tietoja; manipuloida dataa ja laskea vasteita - kaikki yhdellä kompaktilla sirulla.”

Kehitettyä lähestymistapaa kutsutaan ohutkalvoepitaksiaksi ja siinä erilaisten alustakalvojen avulla uudenlaiset materiaalit saadaan yhteensopiviksi piin kiderakenteen kanssa.