Revolucionando la miniaturización:los transistores InGaOx prometen un rendimiento revolucionario

Electrónica y sensores INSIDER

(Imagen:Cortesía de los investigadores)

A medida que la electrónica se hace más pequeña, resulta cada vez más difícil seguir reduciendo los transistores basados en silicio. Ahora, un equipo de investigación dirigido por el Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio ha buscado una solución. Se deshicieron del silicio y en su lugar optaron por crear un transistor hecho de óxido de indio dopado con galio (InGaOx). Este material puede estructurarse como un óxido cristalino, cuya ordenada red cristalina es muy adecuada para la movilidad de los electrones.

"También queríamos que nuestro transistor de óxido cristalino presentara una estructura de 'puerta envolvente', en la que la puerta, que enciende o apaga la corriente, rodea el canal por donde fluye la corriente", explicó Anlan Chen, autor principal del estudio. "Al envolver la puerta completamente alrededor del canal, podemos mejorar la eficiencia y la escalabilidad en comparación con las puertas tradicionales".

Los investigadores sabían que necesitarían introducir impurezas en el óxido de indio dopándolo con galio. Esto haría que el material reaccionara con la electricidad de forma más favorable. "El óxido de indio contiene defectos de falta de oxígeno, que facilitan la dispersión del portador y, por lo tanto, reducen la estabilidad del dispositivo", dijo Masaharu Kobayashi, autor principal. "Dopamos óxido de indio con galio para suprimir las vacantes de oxígeno y, a su vez, mejorar la confiabilidad del transistor".

El equipo utilizó la deposición de capas atómicas para recubrir la región del canal de un transistor de puerta con una fina película de InGaOx, una capa atómica a la vez. Después de la deposición, la película se calentó para transformarla en la estructura cristalina necesaria para la movilidad de los electrones. Este proceso finalmente permitió la fabricación de un transistor de efecto de campo basado en óxido metálico (MOSFET) de puerta integral.

"Nuestro MOSFET integral, que contiene una capa de óxido de indio dopado con galio, logra una alta movilidad de 44,5 cm2/Vs", afirmó el Dr. Chen. "Lo más importante es que el dispositivo demostró una confiabilidad prometedora al funcionar de manera estable bajo estrés aplicado durante casi tres horas. De hecho, nuestro MOSFET superó a dispositivos similares que se han informado anteriormente".

Los esfuerzos mostrados por el equipo han proporcionado un nuevo diseño de transistor que considera la importancia tanto de los materiales como de la estructura. La investigación es un paso hacia el desarrollo de componentes electrónicos confiables y de alta densidad adecuados para aplicaciones con alta demanda computacional, como big data e inteligencia artificial. Estos pequeños transistores prometen ayudar a que la tecnología de próxima generación funcione sin problemas, marcando una gran diferencia en nuestra vida cotidiana.

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