Сегодня 21 октября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Электроника покорила новые высоты: учёные впервые уложили шесть КМОП-транзисторов друг на друга

Группа учёных из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST, Саудовская Аравия) установила рекорд в производстве чипов, создав первую в мире шестиуровневую гибридную КМОП-схему (комплементарную структуру). Ранее рекорд принадлежал бельгийскому центру Imec, разработавшему двухуровневую конструкцию CFET. Разработчики микросхем ограничены площадью кристаллов, и размещение транзисторов «друг у друга на голове» — один из способов шагнуть дальше.

 Источник изображения: KAUST

Источник изображения: KAUST

О разработке рассказано в статье в журнале Nature Electronics. Схема сочетает транзисторы n-типа — оксидные тонкоплёночные (OxTs) и p-типа — органические тонкоплёночные транзисторы (OrTs), предназначенные для массового производства электроники, включая гибкие дисплеи, носимые сенсоры и устройства Интернета вещей.

Авторы подчёркивают растущий спрос на интегральные схемы с низким энергопотреблением, механической гибкостью и возможностью масштабного производства, где традиционное горизонтальное расположение цепей и элементов сталкивается с ограничениями по разрешению и стоимости. Вертикальная интеграция позволяет увеличить плотность транзисторов, сократить длину соединений и минимизировать паразитные задержки, при этом укладываясь в рамки низкотемпературных процессов производства, что критично для ряда материалов, а также для многослойных чипов, склонных к перегреву из-за высокой плотности мощности.

Предыдущие работы ограничивались двумя слоями из-за проблем с выравниванием соединяемых поверхностей и перегрева многослойных решений. Однако предлагаемая платформа преодолевает эти барьеры, демонстрируя рекордные шесть транзисторных стеков с 41 технологическим слоем.

 Источник изображения: Nature Electronics 2025

Источник изображения: Nature Electronics 2025

Изготовление шестислойной структуры осуществлялось в рамках 40-этапного литографического процесса на кремниевых подложках, начиная с буферного изоляционного слоя толщиной 2 мкм. Электроды (Al для OxTs и Ti/Au для OrTs) осаждались методом физического осаждения из паровой фазы (PVD) при низкой мощности для минимизации шероховатости (<1 нм). Весь процесс выполнялся при комнатной температуре или нагреве не выше 100 °C, чтобы избежать термических повреждений нижних слоёв. Размеры транзисторов варьировались: длина затвора для n-типа составляла 10 мкм, для p-типа — 3 мкм, при этом чередование типов обеспечивало баланс токов.

Характеристики транзисторов оценивались на 600 устройствах (по 100 на стек), показав лучшие результаты у нижних слоёв. Созданные на основе опытных массивов гибридные инверторы (300 шт.) достигли максимального коэффициента усиления 94,84 В/В, напряжения переключения 0,93–2,61 В и энергопотребления 0,47 мкВт. Также были протестированы логические элементы на основе шестиуровневых транзисторов — в частности, элементы NOR и другие.

Предлагаемая платформа открывает путь к созданию высокоплотных и энергоэффективных схем для крупномасштабной электроники, превосходя предыдущие двухслойные аналоги по плотности и производительности. Повышение качества соединения слоёв и использование низкотемпературных процессов обеспечивают совместимость с гибкими подложками, снижая паразитные эффекты и повышая пропускную способность. Авторы подчёркивают потенциал своей разработки для производства логики, памяти и сенсоров, что может революционизировать сферу энергоэффективных решений. Дальнейшие исследования будут сосредоточены на оптимизации верхних слоёв и интеграции с крупными подложками, что необходимо для подготовки коммерческих продуктов.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Сервисы AWS упали второй раз за день — тысячи сайтов по всему миру снова недоступны 5 ч.
Fujitsu влила £280 млн в британское подразделение в преддверии выплат компенсаций жертвам багов в её ПО Horizon 5 ч.
Календарь релизов 20 – 26 октября: Ninja Gaiden 4, Painkiller, Dispatch и VTM – Bloodlines 2 5 ч.
В Windows сломалась аутентификация по смарт-картам после октябрьских обновлений — у Microsoft есть временное решение 6 ч.
UserGate получил статус корпоративного центра ГосСОПКА 6 ч.
Слухи: Лана Дель Рей исполнит заглавную песню для «Джеймса Бонда», но не в кино, а в игре от создателей Hitman 7 ч.
Зов сердца: разработчики Dead Cells объяснили, почему вместо Dead Cells 2 выпустили Windblown 8 ч.
Adobe запустила фабрику ИИ-моделей, заточенных под конкретный бизнес 8 ч.
Китай обвинил США в кибератаках на Национальный центр службы времени — это угроза сетям связи, финансовым системам и не только 9 ч.
Electronic Arts назначила дату смерти The Sims Mobile — мобильная версия The Sims 4 скоро перестанет работать 9 ч.