Pesquisadores da IBM levam para casa o prêmio de inovação para pesquisa de semicondutores

Os cientistas da IBM foram reconhecidos com o prêmio 2017 Compound Semiconductor Industry Innovation. O reconhecimento é o culminar de cinco anos de pesquisa pela equipe da IBM com sede em Zurique, que se concentra no uso de materiais de alta mobilidade em tecnologia CMOS de silício em escala abaixo de 7 nanômetros (nm).

Considere a cadeia de tecnologia de dispositivos móveis para a Internet das coisas para a nuvem e tudo mais. Há uma grande troca entre potência e desempenho, resultando na redução da vida útil da bateria e nos desafios de energia. Os cientistas da IBM acreditam que podem ter as respostas, que podem ser resumidas em três palavras escala e novos materiais.

A maior conquista da equipe IBM vencedora foi sua primeira demonstração de uma tecnologia CMOS de arseneto de gálio e índio (InGaAs) / silício-germânio (SiGe) em substrato de silício (Si) usando processos adequados para fabricação de alto volume em wafers de 300 mm. A integração híbrida InGaAs / SiGe é um dos principais caminhos para permitir o aprimoramento das métricas de compensação de potência / desempenho para tecnologias digitais além do nó de 7 nm. Com base na epitaxia seletiva, sua abordagem resultou em inversores funcionais e matrizes densas de 6T-SRAMs, os blocos básicos de circuitos CMOS digitais.

O Dr. Lukas Czornomaz, um dos principais cientistas focados nesta pesquisa da IBM, disse:“Espera-se que essa nova tecnologia permita um desempenho 25% melhor com o mesmo consumo de energia ou duplique a vida útil da bateria dos dispositivos móveis, mantendo seu desempenho. ”

Junte-se a @LCzornomaz na @CS_Conference, ele apresenta a tecnologia Hybrid IIIV / SiGe para CMOS além de https://t.co/iUiqSDPqJr pic.twitter.com/G2e0fOTDid

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

Este trabalho - inédito - foi divulgado na última conferência de tecnologia VLSI. Ele conclui uma série de demonstrações importantes para InGaAs / SiGe CMOS relatadas em várias contribuições e destaques nos últimos quatro anos em reuniões IEDM e VLSI Technology Symposia. Há muitos anos, o gargalo tecnológico é demonstrar um caminho que permite simultaneamente o crescimento de cristais InGaAs de alta qualidade, a fabricação de transistores de efeito de campo InGaAs de alto desempenho "no isolador" e seu coprocessamento com dispositivos SiGe em um substrato de silício .

Embora algumas abordagens tenham sido propostas, o trabalho vencedor da equipe IBM é o único que relata blocos de construção básicos de circuitos digitais em dimensões relevantes e atinge um marco importante em direção a uma tecnologia CMOS híbrida fabricável InGaAs / SiGe. É baseado em três características principais em uma única tecnologia:o crescimento seletivo de regiões de InGaAs-no-isolador de alta qualidade, a fabricação de finFETs InGaAs com comprimento de porta física Lg =35 nm com boas características de dispositivo e o processamento de 6T- funcional Células SRAM com uma área celular de ± 0,4 µm2.

Ele destaca claramente o potencial do trabalho indicado como o método de escolha para co-integrar InGaAs e SiGe MOSFETs para tecnologia CMOS avançada. Ele também abre a porta para RF de baixo custo ou circuitos fotônicos baseados em tecnologias de silício III-V híbridas semelhantes.

“Embora ainda haja muito trabalho a ser feito, demonstramos que nosso projeto funciona e que é fabricável”, disse o Dr. Czornomaz.

Não é à toa que o time ganhou o cobiçado prêmio.

No futuro, a equipe continuará a apoiar o desenvolvimento desta tecnologia para a fabricação e explorar sua aplicação para comunicação RF integrada e dispositivos fotônicos integrados com Si CMOS para futuras tecnologias de Internet das Coisas.

Este trabalho recebeu financiamento da União Europeia ao abrigo dos acordos de subvenção n.º 619325 (FP7-ICT-COMPOSE3), n.º 619326 (FP7-ICT-III-V-MOS) e n.º 628523 (FP7-IEF-FACIT).