Al MIT hanno realizzato un transistor basato su arseniuro di indio-gallio che si candida a prendere il posto di quelli al silicio, il materiale usato per produrre i chip oggi. Il lavoro dei ricercatori del prestigioso ateneo mira a mantenere validi i dettami della Legge di Moore anche per il futuro.
Formulata dal cofondatore di Intel nel 1965, questa "Legge" si è evoluta nel corso del tempo fino alla sua forma finale in cui si sostiene che "le prestazioni dei processori, e il numero di transistor a esse relativi, raddoppiano ogni 18 mesi". Una frase che ha trovato conferma fino a oggi, ma che con l'estrema miniaturizzazione dei chip rischia di non essere più valida.
Il silicio sta infatti per raggiungere limiti fisici che gli impediranno di mantenere valide le parole di Moore. Sono diverse le alternative che i ricercatori stanno vagliando per il futuro e tra queste c'è l'arseniuro di indio-gallio, un composto già usato nelle comunicazioni in fibra ottica, e conosciuto per le ottime proprietà elettriche.
Nessuno però finora era riuscito a produrre transistor così piccoli da poter essere integrati in un chip moderno. Nel caso specifico il professor Jesús del Alamo e il suo team hanno realizzato un MOSFET (metal-oxide semiconductor field-effect transistor) con una lunghezza di 22 nanometri. Per realizzarlo i ricercatori hanno usato un procedimento che ha permesso al gate di "autoallinearsi" tra gli altri due elettrodi che compongono il transistor.
Per prima cosa gli studiosi hanno fatto "crescere" uno strato sottile del materiale tramite una tecnica chiamata "epitassia da fasci molecolari", un processo ben noto nel settore dei semiconduttori nel quale atomi di indio, gallio e arsenico evaporano reagendo l'uno con l'altro all'interno del vuoto per formare un composto monocristallino.
Il team ha poi depositato uno strato di molibdeno su base e collettore, e successivamente ha "tratteggiato" un modello su questo substrato usando un fascio focalizzato di elettroni. Le aree indesiderate del materiale sono state poi rimosse tramite incisione e uno strato isolante detto ossido di gate è stato depositato all'interno del piccolo gap.
Infine, il molibdeno evaporato è "sparato" sulla superficie, dove forma il gate frapposto tra gli altri due elettrodi. "Attraverso una combinazione d'incisione e deposizione si può avere un gate situato [tra gli elettrodi] con piccoli gap che lo circondano", ha dichiarato Alamo.
Il prossimo passo sarà quello di lavorare sull'ulteriore miglioramento delle prestazioni elettriche del transistor eliminando la resistenza indesiderata all'interno del dispositivo. Una volta raggiunto tutto questo i ricercatori proveranno ad avanzare con la miniaturizzazione, cercando realizzare un transistor con un processo al di sotto dei 10 nanometri.
Secondo Matthias Passlack di TSMC il lavoro svolto dal team del MIT è una pietra miliare nella ricerca sui semiconduttori. "Alamo e il suo team hanno dimostrato sperimentalmente che i canali di arseniuro di indio sono migliori di quelli in silicio con dispositivi di piccole dimensioni".