Рост спроса на высокопроизводительные чипы для искусственного интеллекта заставляет искать новые технологии. Закон Мура больше не работает: уменьшать размеры транзисторов становится все сложнее из-за физических ограничений. Это заставляет искать альтернативные материалы и подходы к их производству.

Изображение: South China Morning Post

Главная проблема двумерных полупроводников — в материалах. Ученые хорошо изучили n-тип, например дисульфид молибдена. Но высокоэффективные и стабильные аналоги p-типа получить трудно. А для современных транзисторов нужны оба варианта. Без p-типа невозможно проектировать микросхемы следующего поколения, особенно на суб-5-нанометровых узлах.

Китайская исследовательская группа под руководством Чжу Мэнцзяня предложила метод выращивания двумерных полупроводников на кремниевых пластинах с заметным ускорением процесса.

Инженеры изменили подход к химическому осаждению из газовой фазы. В качестве основы они применили подложку с двухслойной структурой из жидкого золота и вольфрама. На ней формируются монослойные пленки нитрида кремния вольфрама, при этом параметры легирования можно точно регулировать.

Результат впечатляет. Раньше за пять часов вырастало около 0,00004 дюйма материала. Теперь скорость достигла 0,0008 дюйма в минуту. Размер монокристаллических доменов вырос до субмиллиметровых значений. Полученные пленки занимают площадь примерно 1,4 на 0,7 дюйма. Все это дало прирост примерно в тысячу раз. Одновременно увеличился и размер формируемых участков материала, что позволяет работать с ними на уровне пластин.

Разработка нацелена на устранение дефицита эффективных p-типа материалов. Без них сложно создавать современные транзисторы. Новый материал сочетает высокую подвижность носителей заряда, устойчивость и эффективный теплоотвод, что делает его пригодным для интеграции в схемы CMOS.