Оптическое материаловедение и

221

а) установка занимает меньшую площадь; б) условия теплопередачи позволяют получить более

симметричное тепловое поле в зоне кристаллизации, при котором легче добиться плоского фронта кристаллизации.

Недостатки метода Бриджмана:

1.Монокристаллможетоказаться деформированным благодаря воздействию стенок тигля. Если коэффициент термического расширения (КТР) тигля значительно превышает КТР кристалла, то при охлаждении стенки тигля сжимаются сильнее и монокристалл деформируется в результате сжатия.

Если вещество при кристаллизации расширяется ( α < 1.0 ), кристалл также испытывает сжатие со стороны стенок тигля. В результате, в кристалле появляется дислокации, блоки и т.п. дефекты. Чтобы уменьшить это отрицательное влияние стенок, используют тигли конической формы, а для выращивания кристаллов легкоплавких веществ

-тигли из фторопласта.

2.Сравнительно сильное засорение расплава (а отсюда - и кристалла) материалом тигля.

Метод Стокбаргера

Выращивание монокристаллов по методу Стокбаргера ведут в электропечи, состоящей из двух расположенных одна над другой камер, разделенных кольцевой диафрагмой. Нагрев обеих камер осуществляется раздельно двумя (или более) нагревателями.

Тигель с коническим дном, наполненный расплавом, медленно движется из верхней в нижнюю камеру (Рис.17.5).Температура верхней камеры должна быть выше точки кристаллизации расплава, однако не настолько, чтобы происходило сильное испарение расплава. Температура нижней камеры должна быть ниже точки кристаллизации, но не настолько, чтобы происходило растрескивание монокристалла. Кристаллизация должна происходить на участке с высоким температурным градиентом, т.е. на уровне диафрагмы, разделяющей обе камеры.

Для успешного проведения процесса нужно создать резкий температурный перепад на границе растущего кристалла и поддерживать высокую температуру расплава, из

222

которого растет монокристалл. Фронт кристаллизации должен быть выпуклым или плоским и все время поддерживаться на уровне диафрагмы. При вогнутом фронте образуются усадочные раковины.

Рис.17.5. Схема метода Стокбаргера Метод Стокбаргера применяют для выращивания

кристаллов типа флюорита CaF2, сцинтилляционных кристаллов щелочных галоидов, активированных Tl, а также стильбена, нафталина, антрацена и т.п. веществ.

223

Лекция 18 Фотопроводимость.

Фотопроводимость.

Явление фотопроводимости заключается в возрастании электропроводности полупроводникового кристалла при падении излучения на кристалл. Прямым эффектом освещения кристалла является возрастание числа подвижных носителей заряда в кристалле. Если энергия падающих фотонов больше ширины запрещенной зоны ΔW, то каждый фотон, поглощенный кристаллом, будет создавать пару электрон— дырка. Иначе говоря, фотон поглощается за счет перехода электрона в зону проводимости из валентной зоны, где он вначале находился. При этих обстоятельствах как дырка в

валентной зоне, так и электрон в зоне проводимости могут давать вклад в проводимость.

В конечном итоге электрон и дырка подвергнутся рекомбинации, однако до акта рекомбинации их «судьба» может быть совершенно различной, так как время, затраченное ими на пребывание в захваченном состоянии у дефектов кристалла и примесных атомов, может быть различ-

ным, известны кристаллы (такие, например, как AgBr и AgCl), в которых дырка захватывается сразу же после образования элек- тронно-дырочной пары. Предполагается, что дырка может быть захвачена каким-нибудь ионом галогена; при этом образуется устойчивый Vk-центр. Поскольку роль ловушек по отноше-

нию к этим двум типам носителей тока может быть различной, нельзя ожидать, что дырки и электроны дадут сравнимый вклад в фотопроводимость образца.

Понятие ловушек очень важно для понимания явления фотопроводимости в кристалле.

Если энергия падающих фотонов меньше той пороговой, при которой начинается образование пар электрон — дырка, то эти фотоны могут тем не менее ионизовать примесные атомы (доноры и акцепторы) и, таким образом, создавать в зависимости от природы примеси либо подвижные электроны, либо дырки.

224

Рассмотрим сначала простейшую модель фотопроводящего кристалла. Такая модель если и описывает какие-либо реальные кристаллы, то очень немногие, однако недостатки наших предсказаний, основанных на этой модели, позволят выяснить пути ее усовершенствования. Согласно этой модели (рис. 18.1) предполагается, что под действием какого-либо внешнего источника света образующиеся в кристалле пары электрон—дырка равномерно распределены по его объему. Предполагается также, что рекомбинация происходит путем прямой аннигиляции электронов с дырками. Мы также исходим из того, что электроны, покидающие кристалл через один из электродов, сразу заменяются электронами, поступающими в кристалл с другого, противоположного электрода. И, наконец, будем для удобства предполагать, что подвижность дырок пренебрежимо мала по сравнению с подвижностью электронов. Заметим попутно, что для многих фотопроводящих веществ подвижность дырок можно часто считать пренебрежимо малой (по сравнению с подвижностью электронов).

Описанная модель позволяет сразу написать выражение для «быстроты» изменения концентрации электронов:

dn L Anp L An2 (18.1) dt

Здесь мы использовали тот факт, что n = р. Через L обозначено число фотонов, поглощаемых в единице объема кристалла в единицу времени. Член Аnр характеризует скорость рекомбинации, пропорциональную произведению концентраций электронов и дырок, поскольку в нашей модели рекомбинация считается бимолекулярным процессом.

Рис. 18.1. Модель идеального фотопроводника.

Пары электрон — дырка образуются под действием света от внешнего источника равномерно по всему объему кристалла. Рекомбинация происходит в результате прямой анниги-

225

ляции электронов и дырок. Электроны, покидающие кристалл через один электрод, сменяются новыми, поступающими с противоположного электрода.

В стационарном состоянии системы dn/dt=0 и тогда для концентрации электронов в этом состоянии имеем:

Следовательно, величина фотопроводимости, соответствующая этому процессу, описывается выражением

=n0e =(L/A)1/2e (18.3)

где - подвижность электронов. Формула (15.3) предсказывает, что при данном напряжении на электродах фототок будет изменяться пропорционально L1/2. Наблюдаемые зависимости обычно описываются примерно тем же законом, но с показателем степени между 0,5 и 1, в некоторых кристаллах обнаружена более резкая зависимость (с показателями, большими единицы). Если источник света, используемый для освещения кристалла, внезапно выключить, то уменьшение числа носителей будет описываться уравнением

dn/dt=-An2 (18.4)

решение которого имеет вид n=n0/(1+Atn0) (18.5)

где n0 — концентрация электронов в момент выключения света t

= 0. За период времени t0=1/An0=(LA)1/2=n0/L (18.6)

концентрация носителей уменьшится наполовину, т. е. до n0/2. Итак, элементарная теория предсказывает, что постоянная времени t0 должна быть прямо пропорциональна фотопро-

водимости при данном уровне освещенности. Чувствительные фотопроводники должны иметь большую постоянную времени. Фотографы знают, что очень чувствительный фотометр из сульфида кадмия имеет постоянную времени несколько секунд. Более тонкие детали предсказанной зависимости между этими характеристиками (t0 и , L) наблюдаются на практике довольно

226

редко. Полезно ввести величину чувствительности или коэффициент усиления G, который мы определим как отношение числа носителей тока, проходящих через образец, к числу поглощенных им фотонов. Если образец имеет толщину d при единичной площади поперечного сечения, то напряжение V создает ток частиц

Следовательно, коэффициент усиления G = JN/Ld, или

Для времени, затрачиваемого носителем на прохождение пути между электродами (обозначим его через Тd), имеем:

Время жизни электрона до рекомбинации (обозначим его через Те) дается выражением

Te=(LA)1/2 (18.10)

Итак, мы видим, что коэффициент усиления G, определенный формулой (18.8), можно выразить в виде

G=Te/Td (18.11)

Иначе говоря, коэффициент усиления равен отношению времени жизни носителей тока ко времени, затрачиваемому ими на путь между электродами.

Нетрудно сообразить, что формула (18.11) является вполне общей и не ограничена рамками использованной при ее выводе специальной модели. Если в качестве Те принять наблюдаемую постоянную времени, то вычисленные с помощью (18.11) значения G окажутся гораздо больше тех, с которыми приходится иметь дело в экспериментальной практике. У некоторых веществ G очень велико (превосходит вычисленное в 108 раз). Отсюда становится очевидным, что наша модель процесса фотопроводимости должна быть дополнена каким-то новым элементом; этим новым необходимым элементом является учет эффектов, обусловленных наличием ловушек.

Ловушки.

227

Ловушкой является атом примеси или какой-либо другой дефект в кристалле, способный захватывать электрон или дырку, причем захваченный носитель тока может через какой-то интервал времени покинуть ловушку.

Удобно рассматривать такие модели, в которых предполагается, что все дырки захвачены в ловушки, а что касается электронов, номинально находящихся в зоне проводимости, то мы считаем, что в ловушки захвачена лишь какая-то часть их. Мы рассмотрим лишь самые простые модели такого типа.

Заметим, что по характеру действия следует различать два типа ловушек. Один тип ловушек в основном играет роль центров рекомбинации, содействуя рекомбинации электронов и дырок и тем самым способствуя поддержанию теплового равновесия. Другой тип ловушек влияет в основном на свободу передвижения носителей заряда определенного знака. Этот последний тип ловушек имеет непосредственное отношение к рассматриваемым нами сейчас вопросам.

Рис, 18.2. Модель фотопроводника с электронными ловушками. Концентрация локальных электронных уровней (электронных ловушек) равна N.

Рассмотрим сначала кристалл, в котором на единицу объема имеется N электронных ловушек, т. е. локальных электронных уровней (рис. 18.2). Предположим, что по отношению к данной энергии ионизации температура кристалла достаточно низка и поэтому обусловленная тепловой ионизацией концентрация носителей тока столь мала, что ею можно пренебречь. Для простоты предположим, что коэффициент рекомбинации А один и тот же как для процессов прямой электронно-дырочной

228

рекомбинации, так и для процессов рекомбинации на центрах захвата, т. е. с предварительным захватом электрона ловушкой. Тогда скорость изменения концентрации электронов в зоне проводимости можно описать выражением

dn L An(n N) (18.12) dt

В выражении (18.12) мы не учли эффект тепловой ионизации электронов из ловушек обратно в зону проводимости. В стационарном состоянии

n0(n0+N)=L/A (18.13)

Следует рассмотреть два предельных случая. Трудно выращивать кристаллы, в которых концентрация ловушек N значительно меньше, чем 1014 см-3. При слабых токах концентрация носителей n0 может быть много меньше этой величины, достигая лишь 108 или 1010 см-3. Это и есть первый предельный случай, когда n0<<N, и мы вместо (18.13) имеем:

n0=L/AN (18.14)

Следовательно, фототок прямо пропорционален освещенности ( L). Второй предельный случай соответствует высо-

ким уровням освещенности, когда n0>>N, тогда получим: n0=(L/A)1/2

Эта формула точно совпадает с формулой (18.2), полученной ранее при рассмотрении модели без ловушек. Имеющиеся экспериментальные данные показывают, что наблюдаемая зависимость фотопроводимости от освещенности примерно соответствует приведенным выше соотношениям.

Поведение системы после выключения источника света описывается уравнением (7.12) при L = 0:

(18.15) принимает вид n=n0exp(-NAt)

следовательно, время, необходимое для ослабления сигнала в е раз по сравнению с его начальным значением, равно

t0=1/NA (18.16)

229

Эта величина уже определенно отличается от результата (18.6), полученного ранее для случая отсутствия ловушек. Отсюда видно, что наличие ловушек, учтенное в рассматриваемой модели, уменьшает проводимость и снижает постоянную времени.

Фотопроводимость примесных полупроводников. Если полупроводник содержит примеси, то фотопро-

водимость может возникать и при hν < ∆W: для полупроводников с донорной примесью фотон должен обладать энергией hν ≥ ∆ED, а для полупроводников с акцепторной примесью hν ≥ ∆EA. При поглощении света примесными центрами происходит переход электронов с донорных уровней в зону проводимости в случае полупроводника n-типа (рис. 17.6, б) или из валентной зоны на акцепторные уровни в случае полупроводника р-типа (рис. 17.6, в). В результате возникает примесная фотопроводимость, являющаяся чисто электронной для полупроводников n-типа и чисто дырочной для полупроводников р-типа.

Из условия hν = hc/λ можно определить красную границу фотопроводимости — максимальную длину волны, при которой еще фотопроводимость возбуждается: для собственных полупроводников

(∆Eп - в общем случае энергия активации примесных атомов).

Учитывая значения ∆W и ∆Eп для конкретных полупроводников, можно показать, что красная граница фотопроводимости для собственных полупроводников приходится на видимую область спектра, для примесных же полупроводников - на инфракрасную.

Тепловое или электромагнитное возбуждение электронов и дырок может и не сопровождаться увеличением электропроводности. Одним из таких механизмов может быть механизм возникновения экситонов. Экситоны представляют собой квазичастицы — электрически нейтральные связанные состояния электрона и дырки, образующиеся в случае возбуждения с энергией, меньшей ширины запре-

230

щенной зоны. Уровни энергии экситонов располагаются у дна зоны проводимости. Так как экситоны электрически нейтральны, то их возникновение в полупроводнике не приводит к появлению дополнительных носителей тока, вследствие чего экситонное поглощение света не сопровождается увеличением фотопроводимости.

Выводы:

1.Явление фотопроводимости заключается в возрастании электропроводности полупроводникового кристалла при падении излучения на кристалл.

2.Прямым эффектом освещения кристалла является возрастание числа подвижных носителей заряда в кристалле. Если энергия падающих фотонов больше ширины запрещенной зоны ΔW, то каждый фотон, поглощенный кристаллом, будет создавать пару электрон— дырка.

3.В конечном итоге электрон и дырка подвергнутся рекомбинации, однако до акта рекомбинации их «судьба» может быть совершенно различной, так как время, затраченное ими на пребывание в захваченном состоянии у дефектов кристалла и примесных атомов, может быть различным.

4.Понятие ловушек очень важно для понимания явления фотопроводимости в кристалле.

5.Ловушкой является атом примеси или какой-либо другой дефект в кристалле, способный захватывать электрон или дырку, причем захваченный носитель тока может через ка- кой-то интервал времени покинуть ловушку.

Вопросы и задания для самоконтроля по теме:

1.Что такое фотопроводимость?

2.Какова должна быть энергия фотона чтобы в чистом полупроводнике возникла фотопроводимость?

3.Почему вклад электронов и дырок в фотопроводимость разный?

4.Что такое ловушка?

231

Лекция 19 Современные технологии полупроводникового

кремниевого производства. Кремниевые оптические элементы.

Современные технологии полупроводникового кремниевого производства.

Первая интегральная схема, где соединения между транзисторами сделаны прямо на подложке, была сделана более 40 лет назад.

Рис. 19.1 Первая интегральная схема За это время технология их производства претерпела

ряд больших и малых улучшений, пройдя от первой схемы Джека Килби до сегодняшних центральных процессоров, состоящих из десятков миллионов транзисторов, хотя для серверных процессоров впору уже говорить о сотнях миллионов.

Рис.19.2 Современная интегральная схема

Традиционный процесс производства чипов из кремниевых пластин.

232

На большинстве сегодняшних фабрик использующих современные технологии изготавливают кремниевые пласти-

ны диаметром порядка 20 см.

Первым шагом на ее превращении в чипы становится процесс окисления ее поверхности, покрытия ее пленкой окислов – SiO2, являющейся прекрасным изолятором и защитой поверхности пластины при литографии.

Рис.19.3 Структура кремниевой пластины перед литографией Дальше на пластину наносится еще один защитный слой, на этот раз - светочувствительный, и происходит одна

из ключевых операций - удаление в определенных местах ненужных участков его и пленки окислов с поверхности пластины, до обнажения чистого кремния, с помощью фотолитографии.

На первом этапе пластину с нанесённой на её поверхность плёнкой светочувствительного слоя помещают в установку экспонирования, которая по сути работает как фотоуве-

личитель. В качестве негатива здесь используется преци-

зионная маска - квадратная пластина кварцевого стекла покрытая плёнкой хрома там, где требуется. Хромированные и открытые участки образуют изображение одного слоя одного чипа в масштабе 1:5. По специальным знакам, заранее сформированным на поверхности пластины, установка автоматически выравнивает пластину, настраивает фокус и засвечивает светочувствительный слой через маску и систему линз с уменьшением так, что на пластине получается изображение кристалла в масштабе 1:1. Затем пластина сдвигается, экспонируется следующий кристалл и так далее, пока не обработаются все чипы на пластине.

Сама маска тоже формируется фотохимическим способом,

233

только засвечивание светочувствительного слоя при формировании маски происходит по программе электронным лучом примерно также, как в телевизионном кинескопе.

Рис. 19.4 Структура пластины после литографии

В результате засвечивания химический состав тех участков светочувствительного слоя, которые попали под прозрачные области фотомаски, меняется. Что дает воз-

можность удалить их с помощью соответствующих химикатов или других методов, вроде плазмы или рентгеновских лучей.

Рис. 19.5 Структура пластины после травления светочувствительного слоя

После чего аналогичной процедуре (уже с использованием других веществ, разумеется) подвергается и слой окислов на поверхности пластины. И снова, опять же, уже новыми химикатами, снимается светочувствительный слой.

234

Рис. 19.6 Структура пластины после травления слоя окисла

Потом накладывается следующая маска, уже с другим шаблоном, потом еще одна и т.д.

Именно этот этап производства чипа является критическим в плане ошибок: любая пылинка или микроскопический сдвиг в сторону при наложении очередной маски, и чип уже может отправиться на свалку.

После того, как сформирована структура чипа, пришло время для изменения атомной структуры кремния в необходимых участках путем добавления различных примесей. Это требуется для того, чтобы получить области кремния с различными электрическими свойствами - p-типа и n-типа, то есть, как раз то, что требуется для создания транзи-

стора. Для формирования p-областей используются бор,

галлий, алюминий, для создания n-областей - сурьма, мышьяк, фосфор.

Поверхность пластины тщательно очищается, чтобы вместе с примесями в кремний не попали лишние вещества, после чего она попадает в камеру для высокотемпературной обработки и на нее, в том или ином агрегатном состоянии, с использованием ионизации или без, наносится небольшое количество требуемых примесей. После чего, при температуре порядка от 700 до 1400 градусов, происходит процесс диффузии, проникновения требуемых элементов в кремний на его открытых в процессе литографии участках. В результате на поверхности пластины получаются участки с нужными свойствами. И в конце этого этапа на их поверхность наносится все та же защитная

235

пленка из окисла кремния, толщиной порядка одного микрона.

Рис. 19.7 Структура пластины после внесения примесей

Осталось только проложить по поверхности чипа металлические соединения (сегодня для этой роли обычно используется алюминий, а соединения сегодня обычно расположены в 6 слоев), и чип изготовлен.

Рис. 19.8 Структура пластины после прокладки металлических соединений

Так в результате и получается, к примеру, классический МОП транзистор: при наличии напряжения на затворе начинается перемещение электронов между измененными областями кремния.

Современные технологии получения чипов. Медные соединения

Первая из них, уже начавшая широко внедряться в коммерческое производство - это замена на последнем этапе алюминия на медь.

236

Рис. 19.9 IBM, техпроцесс CMOS 7S, первая медная технология, начавшая применяться при коммерческом производстве чипов

Медь является лучшим проводником, чем алюминий (удельное сопротивление 0,0175 против 0,028 ом·мм2/м), что, в полном соответствии с законами физики, позволяет уменьшить сечение межкомпонентных соединений.

Проблемой при переходе на медь являлось то, что алюминий куда лучше образует контакт с кремнием. Однако после не одного десятка лет исследований, ученым удалось найти принцип создания сверхтонкой разделительной области между кремниевой подложкой и медными проводниками, предотвращающей диффузию этих двух материалов.

По данным IBM, применение в технологическом процессе меди вместо алюминия, позволяет добиться снижения себестоимости примерно на 20-30 процентов за счет снижения площади чипа. Их технология CMOS 7S, использующая медные соединения, позволяет создавать чипы, содержащие до 150-200 миллионов транзисторов. И, наконец, просто увеличение производительности чипа (до 40 процентов) за счет меньшего сопротивления проводников.

IBM начала предлагать клиентам эту технологию в начале 98 года, в конце этого года своим заказчикам предложили использовать медь при производстве их чипов TSMC и UMC, AMD начинает выпуск медных Athlon в начале 2000 года, Intel переходит на медь в 2002 году, одновременно с переходом на 0.13 мкм техпроцесс.

237

SiGe

На скорости чипа в несколько ГГц перестает справляться с нагрузкой сама кремниевая подложка. И если для традиционных областей применения чипов кремния пока достаточно, в области беспроводной связи уже давно дефицит на дешевые скоростные чипы. Кремний - дешево, но медленно, арсенид галлия - быстро, но дорого. Решением здесь стало использование в качестве материала для подложек соединения двух основ полупроводниковой индустрии - кремния с германием, SiGe. Практические результаты по этой технологии стали появляться с конца 80-х годов. Первый биполярный транзистор, созданный с использованием SiGe (когда германий используется как материал для базы), был продемонстрирован в 1987 году. В 1992 году уже появилась возможность применения при производстве чипов с SiGe транзисторами стандартной технологии КМОП с разрешением 0.25 мкм.

Результатом применения становится увеличение скорости чипов в 2-4 раза по сравнению с той, что может быть достигнута путем использования кремния, во столько же снижается и их энергопотребление. При этом, в ход вступает все тот же решающий фактор - стоимость: SiGe чипы можно производить на тех же линиях, которые используются при производстве чипов на базе обычных кремниевых пластин, таким образом отпадает необходимость в дорогом переоснащении производственного оборудования. По информации IBM, потенциальная скорость транзистора (не чипа!) с их технологией составляет сегодня 45-50 ГГц (что далеко не рекорд), ведутся работы над увеличением этой цифры до 120 ГГц. Впрочем, в ближайшие годы прихода SiGe в компьютер ждать не стоит - при тех скоростях, что потребуется PC чипам в ближайшем будущем вполне хватает кремния, легированного такими технологиями, как медные соединения или SOI.

Кремний на изоляторе (silicon-on-insulator, SOI)

Еще одна технология, позволяющая достаточно безболезненно повысить скорость чипов, не требуя от производителей отказаться от всех их сегодняшних наработок. Как и технология медных соединений, SOI позволяет создателям чипов поднять скорость, до 25 процентов, одновременно снизив

238

энергопотребление. В начале обработки кремниевой пластины - она покрывается тонкой пленкой окисла кремния. В SOI к этому бутерброду добавляется еще один элемент - сверху опять наносится тонкий слой кремния:

Рис. 19.10 Структура пластины SOI Получается - кремний на изоляторе, это понадобилось

чтобы уменьшить емкость. В идеале МОП транзистор должен выключаться, как только будет исчезнет питание с затвора (или наоборот, появится, в случае с КМОП). На время срабатывания транзистора напрямую влияет емкость области между между измененными участками кремния, через которую и идет ток при включении транзистора. Он начинает и заканчивает идти не мгновенно, а только после, соответственно, зарядки и разрядки этой промежуточной зоны. Понятно, что чем меньше это время, тем быстрее работает транзистор, можно сказать, что тем меньше его инерция. Для того и придумана

SOI - при наличии между измененными участками и основной массой кремния тонкой пластинки изолирующего вещества (окисел кремния, стекло, и т.д.), этот вопрос снимается и транзистор начинает работать заметно быстрее.

Рис. 19.11 Структура SOI чипа

239

Основная сложность в данном случае, как и в случае с медными соединениями, заключается в разных физических свойствах вещества. Кремний, используемый в подложке - кристалл, пленка окислов - нет, и закрепить на ее поверхности, или же не поверхности другого изолятора еще один слой кристаллического кремния весьма трудно. Вот как раз проблема создания идеального слоя и заняла весьма много времени. Не так давно IBM уже продемонстрировала процессоры PowerPC и чипы SRAM, созданные с использованием этой технологии, просигнализировав этим о том, что SOI подошла к стадии возможности коммерческого применения. Совсем недавно, IBM объявила о том, что она достигла возможности сочетать SOI и медные соединения на одном чипе, пользуясь плюсами обеих технологий. Тем не менее, пока что никто кроме нее не заявил публично о намерении использовать эту технологию при производстве чипов, хотя о чем-то подобном речь идет.

Перовскиты

Поиски замены на роль изолирующей пленки на поверхности подложки идут давно, учитывая, что как и алюминий, диоксид кремния начинает сдавать в последнее время - при постоянном увеличении плотности транзисторов на чипе необходимо уменьшать толщину его изолирующего слоя, а этому есть предел, поставленный его электрическими свойствами, который уже довольно близок. Однако пока, несмотря на все попытки, SiO2 по-прежнему находится на своем месте. В свое время IBM, предполагала использовать в этой роли полиамид, теперь пришла очередь Motorola выступить со своим вариантом - перовскиты.

Этот класс минералов в природе встречается довольно редко - Танзания, Бразилия и Канада, но может выращиваться искусственно. Кристаллы перовскитов отличаются очень высокими диэлектрическими свойствами: использованный Motorola титанат стронция превосходит по этому параметру диоксид кремния более чем на порядок. А это позволяет в тричетыре раза снизить толщину транзисторов по сравнению с использованием традиционного подхода. Что, в свою очередь, позволяет значительно снизить ток утечки, давая возможность

240

заметно увеличить плотность транзисторов на чипе, одновременно сильно уменьшая его энергопотребление.

Пока что эта технология находится в достаточно ранней стадии разработки, однако Motorola уже продемонстрировала возможность нанесения пленки перовскитов на поверхность стандартной 20 см кремниевой пластины, а также рабочий КМОП транзистор, созданный на базе этой технологии.