До недавнего времени разработкой технологий для выпуска полупроводников занимались крупные международные консорциумы. По мере усиления конкуренции, бывшие союзы, такие как Альянсе IBM, куда среди прочих входили компании Samsung и AMD (GlobalFoundries), французский Crolles и бельгийский EMEC фактически рассыпались. Каждый из производителей полупроводников вынужден искать свои собственные пути для разработки новых техпроцессов. Само собой, в таких случаях никто не запрещает организовывать тематические исследования на базе существующих научно-исследовательских центров. Именно так поступила компания Samsung, заказав разработку FinFET-транзисторов следующего поколения коллективу лаборатории американского университета штата Пенсильвания.
Согласно требованиям Samsung, необходимо создать технологии, которые позволили бы совместить традиционный CMOS-процесс, FinFET-транзисторы и новые материалы из III-V групп таблицы Менделеева. Прежде всего, это комбинации из арсенида галлия и индия. Такие материалы во избежание утечек и взаимного загрязнения необходимо наносить на буферные слои, а не прямо на подложку. При этом надо учитывать, что группы III-V дают возможность создавать n-переходы для перемещения электронов, тогда как для p-переходов данные материалы малоподходящие.
Разработчики занимаются также практической стороной вопроса. Возможные варианты обкатываются на близлежащей фабрике с использованием 40-нм техпроцесса (см. фото выше). На следующем этапе планируется выпустить элементы с использованием 30-нм техпроцесса и сравнить характеристики транзисторов. Структура транзисторов, кстати, достаточно уникальная и подразумевает использование пяти вертикальных затворов в составе каждого транзистора. Подвижность электронов в транзисторе с затвором из элементов III-V групп в прототипе оценена как 2-3 кратная в сравнении с традиционным кремнием. Эффект будет расти по мере снижения техпроцесса, когда кремний перестанет работать. Этого следует ожидать при снижении масштаба производства до 7 или 5 нм. Все права на разработки, кстати, будут принадлежать компании Samsung. Если у разработчиков всё получится, компания сможет модернизировать свои заводы для выпуска полупроводников в новых условиях.
