Хотя эти рабочие скорости были достигнуты при чрезвычайно низких температурах, исследование предполагает, что рекордные скорости при комнатной температуре не далеки, сказал преподаватель Джон Д. Кресслер, который привел исследование для Технологического института Джорджии. Информация об исследовании была издана в феврале 2014 Письмами об Устройстве Электрона IEEE.
«Транзистор, который мы проверили, был консервативным дизайном, и результаты указывают, что есть значительный потенциал, чтобы достигнуть подобных скоростей при комнатной температуре – который позволил бы потенциально мировой изменяющийся прогресс высокого радио скорости передачи данных и телеграфированных коммуникаций, а также обработки сигнала, отображения, ощущения и приложений радара», сказал Кресслер, кто держит Председателя Schlumberger в электронике в Школе Технологического института Джорджии Электротехники и Вычислительной техники. «Кроме того, я полагаю, что эти результаты также указывают, что цель ломки так называемого ‘барьера терагерца’ – значения, достигая скоростей терагерца в надежном и технологичном кремниево-германиевом транзисторе – в пределах досягаемости».Между тем Кресслер добавил, сам проверенный транзистор мог быть практичным, как для определенных приложений низкой температуры. В частности, это могло использоваться в ее существующей форме для требовательных применений электроники в космосе, где температуры могут быть чрезвычайно низкими.
IHP, научно-исследовательский центр, финансируемый немецким правительством, разработанным и изготовленным устройство, биполярный транзистор гетероперехода (HBT), сделанный из наноразмерного сплава SiGe, включен в кремниевом транзисторе. Cressler и его команда Технологического института Джорджии, включая аспирантов Парту С. Чакрэборти, Адилсона Кордозо и Брайана Р. Вира, выполнили обременительную работу анализа, тестирования и оценки нового транзистора.«Рекордно низкие результаты температуры показывают потенциал для дальнейшего увеличения скорости транзистора к терагерцу (ТГц) при комнатной температуре. Это могло помочь позволить применения Основанных на СИ технологий в областях, в которых составные полупроводниковые технологии доминирующие сегодня.
В IHP, Б. Хайнемане, Х. Ракере и А. Фоксе, поддержанном целой технологической командой, работающей, чтобы развивать следующее поколение транзистора THz», по словам Бернда Тиллэка, который возглавляет технологический отдел в IHP во Франкфурте (Одер), Германия.Кремний, материал, используемый в изготовлении большинства современных чипов, не конкурентоспособен по отношению к другим материалам когда дело доходит до чрезвычайно высокоэффективных уровней, необходимых для определенных типов появляющегося радио и телеграфированных коммуникаций, обработки сигнала, радара и других заявлений.
Определенные узкоспециализированные и дорогостоящие материалы – такие как индиевый фосфид, арсенид галлия и галлий азотируют – в настоящее время доминируют над этими очень требовательными прикладными областями.Но кремниевый германий изменяет эту ситуацию. В технологии SiGe небольшие количества германия введены в кремниевые вафли в уровне атомов во время стандартного производственного процесса, повысив работу существенно.Результат – ультрасовременные кремниевые германиевые устройства, такие как транзистор Микроэлектроники 800 ГГц IHP.
Такие проекты объединяют чрезвычайно высокую эффективность SiGe с традиционными преимуществами кремния – низкой стоимостью, высокой доходностью, меньшим размером и высоким уровнем интеграции и технологичности – создание кремния с добавленным германием, очень конкурентоспособным по отношению к другим материалам.Cressler и его команда продемонстрировали скорость транзистора на 800 ГГц в 4.3 Kelvins (452 градуса, ниже нуля, Фаренгейт). У этого транзистора есть напряжение пробоя 1,7 В, стоимость, которая достаточна для большинства применений по назначению.Транзистор на 800 ГГц был произведен, используя процесс BiCMOS IHP на 130 миллимикронов, у которого есть преимущество стоимости по сравнению с, сегодня высоко измерил технологии CMOS.
Этот процесс SiGe BiCMOS на 130 нм предлагается IHP в многопроектном обслуживании литейного завода вафли.Команда Технологического института Джорджии использовала жидкий гелий, чтобы достигнуть чрезвычайно низких криогенных температур 4.3 Kelvins в достижении наблюдаемых скоростей на 798 ГГц. «Когда мы проверили транзистор на 800 ГГц IHP при комнатной температуре во время нашей оценки, это работало на уровне 417 ГГц», сказал Кресслер. «На той скорости это уже быстрее, чем 98 процентов всех транзисторов, доступных прямо сейчас».