Дослідники з Інституту промислових наук Токійського університету розробили потужний транзистор, замінивши кремній на кристалічний матеріал - оксид індію, легований галієм.

Транзистор використовує конструкцію gate-all-around, у якій керуючий затвор повністю охоплює канал струму, дозволяючи електронам набувати високої рухливості і забезпечуючи довгострокову стабільність. За словами японських дослідників, оксид індію здатен створювати високовпорядковану кристалічну структуру, що дозволяє електричним зарядам рухатись більш ефективно.

«Ми також хотіли, щоб наш кристалічний оксидний транзистор мав структуру «gate-all-around», в якій затвор, що вмикає або вимикає струм, оточував канал, яким тече струм. Обернувши затвор повністю навколо каналу, ми можемо підвищити ефективність та масштабованість у порівнянні з традиційними затворами», - пояснює провідний автор дослідження Анлан Чен.

Для того аби позбавитись дефектів у матеріалі з оксиду індію, які знижують стабільність, його легували галієм. Команда використовувала атомно-шарове осадження покриття області каналу транзистора навколо затвора тонкою плівкою з легованого галієм оксиду індію, по одному атомному шару за раз.

Після осаждення плівку нагрівали для набуття нею кристалічної структури, необхідної для забезпечення підвищеної рухливості електронів. В результаті було створено металооксидний польовий транзистор з конструкцією gate-all-around.

«Наш MOSFET gate-all-around, що містить шар оксиду індію, легованого галієм, досягає високої рухливості 44,5 м²/В·с. Що особливо важливо, пристрій демонструє перспективну надійність, стабільно працюючи при доданій напрузі протягом майже трьох годин. Фактично наш MOSFET перевершив аналогічні пристрої, про які повідомлялося раніше», - підкреслює доктор Анлан Чен.

Дослідження є кроком до розробки надійних електронних компонентів високої щільності, які підходять для додатків з високими обчислювальними вимогами, таких як великі центри обробки даних та системи на базі штучного інтелекту.