Исследователи из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST; Саудовская Аравия) установили рекорд в разработке микрочипов, создав первую шестислойную гибридную КМОП-схему для электроники с большой площадью.
Поскольку ни одна другая гибридная КМОП-схема не имеет более двух слоёв, это достижение является новым эталоном в области плотности интеграции и эффективности, открывая возможности для миниатюризации и повышения производительности электроники.
КМОП-микросхемы используются практически во всех электронных устройствах, от телефонов и телевизоров до спутников и медицинского оборудования. По сравнению с обычными кремниевыми микросхемами гибридные КМОП-микросхемы более перспективны для электроники с большой площадью. Миниатюризация электроники имеет решающее значение для гибкой электроники, «умного» здравоохранения и интернета вещей, но существующие подходы к проектированию достигают своих пределов.
«Исторически сложилось так, что полупроводниковая промышленность была сосредоточена на уменьшении размеров транзисторов для повышения плотности интеграции. Но мы приближаемся к квантово-механическому пределу, и стоимость стремительно растёт, — сказал доцент KAUST Сяохан Ли, который руководил исследованием и возглавляет лабораторию передовых полупроводниковых технологий KAUST. — Чтобы продолжать развиваться, мы должны выйти за рамки плоского масштабирования. Многоуровневая вертикальная компоновка транзисторов — многообещающее решение».
При производстве микрочипов часто требуется поддерживать температуру в несколько сотен градусов по Цельсию, что может привести к повреждению нижних слоёв чипа при добавлении новых. В процессе производства KAUST ни на одном этапе температура не превышала 150oC, а большинство этапов выполнялось почти при комнатной температуре.
Поверхность слоёв также должна быть как можно более гладкой. Благодаря изменениям в новой конструкции поверхности стали более гладкими, чем при предыдущих процессах изготовления. Для вертикального расположения слои должны быть правильно выровнены для оптимального соединения. И здесь учёные усовершенствовали процесс изготовления.