Los investigadores de IBM se llevan el premio a la innovación en investigación de semiconductores

Los científicos de IBM han sido reconocidos con el premio a la innovación de la industria de semiconductores compuestos 2017. El reconocimiento es la culminación de cinco años de investigación del equipo de IBM con sede en Zúrich, que se centra en el uso de materiales de alta movilidad en tecnología CMOS de silicio para escalar por debajo de 7 nanómetros (nm).

Considere la cadena de tecnología desde los dispositivos móviles hasta el Internet de las cosas, la nube y todo lo que se encuentra en el medio. Existe una gran compensación entre potencia y rendimiento, lo que resulta en una reducción de la vida útil de la batería y desafíos energéticos. Los científicos de IBM creen que pueden tener las respuestas, que se pueden resumir en tres palabras:escalado y nuevos materiales.

El mayor logro del equipo ganador de IBM fue su primera demostración de una tecnología CMOS de arseniuro de galio indio (InGaAs) / silicio-germanio (SiGe) sobre sustrato de silicio (Si) utilizando procesos adecuados para la fabricación de grandes volúmenes en obleas de 300 mm. La integración híbrida de InGaAs / SiGe es uno de los principales caminos a seguir para permitir la mejora adicional de las métricas de compensación de potencia / rendimiento para las tecnologías digitales más allá del nodo de 7 nm. Basado en la epitaxia selectiva, su enfoque produjo inversores funcionales y matrices densas de 6T-SRAM, los bloques básicos de los circuitos CMOS digitales.

El Dr. Lukas Czornomaz, uno de los científicos principales centrados en esta investigación en IBM, dijo:“Se espera que esta nueva tecnología permita un rendimiento un 25 por ciento mejor con el mismo consumo de energía, o que duplique la duración de la batería de los dispositivos móviles mientras mantiene su rendimiento. ”

Únase a @LCzornomaz en @CS_Conference que presenta la tecnología Hybrid IIIV / SiGe para CMOS más allá de https://t.co/iUiqSDPqJr pic.twitter.com/G2e0fOTDid

- IBM Research (@IBMResearch) 25 de febrero de 2016

Este trabajo, el primero en su tipo, se dio a conocer en la última conferencia de tecnología VLSI. Concluye una serie de demostraciones clave para InGaAs / SiGe CMOS informadas en múltiples contribuciones y aspectos destacados durante los últimos cuatro años en reuniones de IEDM y simposios de tecnología VLSI. Desde hace muchos años, el cuello de botella tecnológico es demostrar un camino que permita simultáneamente el crecimiento de cristales de InGaAs de alta calidad, la fabricación de transistores de efecto de campo InGaAs de alto rendimiento "sobre aislante" y su coprocesamiento con dispositivos SiGe, todo sobre un sustrato de silicio. .

Si bien se han propuesto algunos enfoques, el trabajo ganador del equipo de IBM es el único que informa los componentes básicos de los circuitos digitales en dimensiones relevantes y logra un hito importante hacia una tecnología híbrida InGaAs / SiGe CMOS fabricable. Se basa en tres características clave en una sola tecnología:el crecimiento selectivo de regiones de InGaAs-on-Insulator de alta calidad, la fabricación de finFET de InGaAs con una longitud de puerta física Lg =35 nm con buenas características de dispositivo y el procesamiento de 6T- funcionales. Celdas SRAM con un área de celda ≈0.4µm2.

Destaca claramente el potencial del trabajo nominado como el método de elección para co-integrar InGaAs y SiGe MOSFET para tecnología CMOS avanzada. También abre la puerta a futuros circuitos fotónicos o de RF de bajo costo basados ​​en tecnologías de silicio híbridas III-V similares.

"Si bien todavía queda mucho trabajo por hacer, hemos demostrado que nuestro diseño funciona y que se puede fabricar", dijo el Dr. Czornomaz.

No es de extrañar por qué el equipo ganó el codiciado premio.

En el futuro, el equipo continuará apoyando el desarrollo de esta tecnología hacia la fabricación y explorará su aplicación a la comunicación de RF integrada y los dispositivos fotónicos integrados con Si CMOS para futuras tecnologías de Internet de las cosas.

Este trabajo recibió financiación de la Unión Europea bajo los Convenios de Subvención No. 619325 (FP7-ICT-COMPOSE3), No. 619326 (FP7-ICT-III-V-MOS) y No. 628523 (FP7-IEF-FACIT).