Investigadores del MIT han desarrollado una tecnología innovadora que permite el desarrollo de materiales de dicalcogenuro de metales de transición (TMD) en 2D directamente sobre chips de silicio totalmente fabricados, lo que posibilita integraciones más densas.
Los métodos convencionales requieren temperaturas de unos 600°C, que pueden dañar los transistores y circuitos de silicio, ya que se descomponen por encima de los 400°C. El equipo del MIT superó este desafío creando un proceso de crecimiento a baja temperatura que preserva la integridad del chip, lo que permite integrar directamente transistores semiconductores 2D sobre circuitos de silicio estándar.
A diferencia de los anteriores métodos, que consistían en desarrollar materiales 2D en otro lugar antes de transferirlos a un chip o una oblea, el nuevo método genera una capa lisa y muy uniforme en toda una oblea de 8 pulgadas. Este proceso solía generar imperfecciones que afectaban negativamente al rendimiento del dispositivo y el chip.
Además, la novedosa tecnología puede hacer crecer una capa uniforme de material TMD en menos de una hora sobre obleas de 8 pulgadas, lo que supone una mejora significativa respecto a los métodos anteriores, que requerían más de un día para una sola capa.
La mayor velocidad y uniformidad de dicha tecnología la hacen idónea para aplicaciones comerciales, en las que son esenciales obleas de 8 pulgadas o más. Los investigadores se centraron en el disulfuro de molibdeno, un material 2D flexible y transparente con potentes propiedades electrónicas y fotónicas idóneo para transistores semiconductores.
Diseñaron un nuevo horno para el proceso de deposición química de vapor metal-orgánico, que presenta regiones separadas de baja y alta temperatura. La oblea de silicio se coloca en la región de baja temperatura mientras los precursores de molibdeno y azufre vaporizados fluyen hacia el horno.
El molibdeno permanece en la región de baja temperatura, mientras que el precursor de azufre se descompone en la región de alta temperatura antes de fluir de nuevo a la región de baja temperatura para hacer crecer disulfuro de molibdeno en la superficie de la oblea.
Las aplicaciones emergentes, como la inteligencia artificial, la automoción y la HPC, exigen que la computación sea muy densa, y apilar los transistores puede ser todo un reto. Este nuevo método tiene importantes implicaciones para la industria, ya que permite la integración rápida y eficaz de materiales 2D en fabricaciones industriales.
En el futuro habrá que perfeccionar la técnica para hacer crecer múltiples capas de transistores 2D y explorar procesos de crecimiento a baja temperatura para superficies flexibles, como polímeros, tejidos o incluso papel.
Vía: TechPowerUp
