Специалистам IBM Research, исследовательского подразделения компании
IBM, удалось сделать значительный шаг в создании «строительных блоков»
беспроводных устройств будущего. Ими создана первая в мире интегральная
схема из графена, при изготовлении которой применены технологии,
совместимые с теми, что используются сейчас при обработке кремниевых
пластин. Схема продемонстрировала работоспособность на частотах до 10
ГГц.
Эта аналоговая схема на базе графена, предназначенная для
беспроводной связи, показывает направление, в котором могут развиваться
современные технологии.
Напомним, графен — материал, состоящий из одного слоя атомов
углерода, образующих структуру, напоминающую соты. Он обладает
выдающимися электрическими, оптическими, механическими и термическими
свойствами. Использование графена в микроэлектронике помогло бы
уменьшить энергопотребление устройств и освоить более высокие частоты.
Хотя привлекательные свойства графена уже подтверждены
исследованиями, практическое использование этого материала сталкивается
со сложностями, возникающими при попытке интеграции графеновых
транзисторов и других компонентов в одной микросхеме. Основные
препятствия — плохая адгезия к металлам и оксидам и отсутствие надежных
схем производства, позволяющих тиражировать схемы с приемлемым
коэффициентом выхода годной продукции.
Интегральная схема, созданная в IBM, состоит из графенового
транзистора и пары катушек индуктивности, компактно интегрированных на
пластине карбида кремния (SiC). Она изготовлена с применением
техпроцесса, который сохраняет высокое качество графена, одновременно
обеспечивая интеграцию других компонентов.
Графен был получен на поверхности пластины SiC термическим
отжигом. При этом использовалось четыре слоя металла и два слоя оксида,
из которых сформировался транзистор с верхним расположением затвора,
катушки индуктивности и соединения между этими компонентами.
Схема выполняет функцию широкополосного смесителя, который
формирует суммарный и разностный сигнал входных частот. Такой компонент
является одним из основных во многих электронных схемах. Схема сохраняла
работоспособность на частотах до 10 ГГц при температурах до 125°C.
Важно, что предложенный способ производства совместим с
современными техпроцессами, включая вакуумное напыление и оптическую
литографию.
Источник
|
