Een nieuwe doorbraak zou de grenzen van de miniaturisering van elektronische componenten verder kunnen verleggen dan eerder voor mogelijk werd gehouden. Een team van het Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) en het Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) heeft een nanometrische transistor gebouwd die uitzonderlijke eigenschappen vertoont voor een apparaat van zijn formaat. Om dit resultaat te bereiken, de onderzoekers ontwikkelden een nieuwe driedimensionale architectuur bestaande uit een verticale nanodraadarray waarvan de geleidbaarheid wordt geregeld door een poort van slechts 14 nm lang.

Gepubliceerd in nanoschaal , deze bevindingen openen de weg naar alternatieven voor de vlakke structuren die worden gebruikt in microprocessors en geheugeneenheden. Het gebruik van 3D-transistors zou het vermogen van micro-elektronische apparaten aanzienlijk kunnen vergroten.

De "bouwstenen" van micro-elektronica, transistors bestaan ​​uit een halfgeleidercomponent, kanaal genoemd, het koppelen van twee terminals. De stroom van stroom tussen deze terminals wordt geregeld door een derde terminal, poort genoemd. Gedraagt ​​zich als een schakelaar, de gate bepaalt of de transistor aan of uit staat. In de afgelopen 50 jaar is transistors zijn gestaag verkleind, waardoor de ontwikkeling van steeds krachtigere micro-elektronische apparaten mogelijk wordt. Echter, men is het er algemeen over eens dat de hedendaagse transistors, met hun vlakke architectuur, naderen de grenzen van de miniaturisering:er is een minimumgrootte waaronder de poortcontrole over het kanaal steeds minder effectief wordt. Vooral, lekstromen beginnen te interfereren met de logische bewerkingen die door de transistorarray worden uitgevoerd. Om dit probleem op te lossen, onderzoekers over de hele wereld onderzoeken alternatieven waarmee de race naar miniaturisatie kan doorgaan.

Een team van onderzoekers van LAAS en IEMN heeft nu de eerste echt driedimensionale nanometrische transistor gebouwd. Het apparaat bestaat uit een strakke verticale nanodraadreeks van ongeveer 200 nm lang die twee geleidende oppervlakken met elkaar verbindt. Een chroompoort omringt elke nanodraad volledig en regelt de stroomstroom, resulterend in een optimale transistorregeling voor een systeem van deze omvang. De poort is slechts 14 nm lang, vergeleken met 28 nm voor de transistors in de huidige chips, maar het vermogen om de stroom in het kanaal van de transistor te regelen voldoet aan de eisen van de hedendaagse micro-elektronica.

Deze architectuur zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van microprocessors waarin de transistors op elkaar worden gestapeld. Het aantal transistoren in een bepaalde ruimte zou dus aanzienlijk kunnen worden vergroot, samen met de prestatiecapaciteit van microprocessors en geheugeneenheden. Een ander belangrijk voordeel van deze componenten is dat ze relatief eenvoudig te vervaardigen zijn en geen lithografie met hoge resolutie vereisen. In aanvulling, deze 3D-transistors kunnen gemakkelijk worden geïntegreerd in de conventionele micro-elektronische apparaten die tegenwoordig door de industrie worden gebruikt.

Op deze transistors is patent aangevraagd. De onderzoekers zijn nu van plan hun inspanningen voort te zetten om de poort verder te verkleinen, waarvan ze denken dat ze kleiner dan 10 nm kunnen worden gemaakt, terwijl ze nog steeds een bevredigende controle over de transistor bieden. In aanvulling, het team is op zoek naar industriële partners om de elektronische apparaten van de toekomst te helpen ontwerpen met behulp van de 3D-architectuur van deze nieuwe transistors.