Koolstof nanobuis-transistors klaar voor fabrieksvloer

Koolstof nanobuis veldeffecttransistors of CNFET’s zijn energie-efficiënter dan silicium veldeffecttransistors en zouden kunnen worden gebruikt om nieuwe typen driedimensionale microprocessors te bouwen. Maar tot nu toe bestonden ze meestal in een ‘artisanale’ ruimte, die in kleine hoeveelheden werd vervaardigd in academische laboratoria.

In een studie die is gepubliceerd in Nature Electronics laten wetenschappers echter zien hoe CNFET’s in grote hoeveelheden kunnen worden vervaardigd op 200 millimeter wafers.

De CNFET’s zijn gemaakt in een commerciële siliciumfabriek en een halfgeleidergieterij in de Verenigde Staten. Na analyse van de depositietechniek die daar wordt gebruikt om de CNFET’s te maken, hebben assistent-professor Max Shulaker en zijn collega’s enkele wijzigingen aangebracht die het fabricageproces 1100 keer versnellen, terwijl de productiekosten omlaag gaan. De techniek bezet de wafers van rand tot rand met koolstof nanobuizen, in reeksen van 14.400 bij 14.400 CFNET’s verdeeld over meerdere wafers.

In tegenstelling tot silicium transistors, die worden gemaakt bij temperaturen tussen 450 en 500 graden Celsius, kunnen CNFET’s ook worden vervaardigd rond kamertemperatuur. "Dit betekent dat je eigenlijk lagen van circuits kunt bouwen direct bovenop eerder gefabriceerde lagen van circuits", aldus Shulaker. "Dit kan niet met op silicium gebaseerde technologie, omdat je de onderliggende lagen zou smelten."
 

De volgende stappen, die al gaande zijn, zullen zijn om verschillende soorten geïntegreerde schakelingen uit CNFET’s te bouwen in een industriële omgeving en enkele van de nieuwe functies te verkennen die een 3D-chip zou kunnen bieden.