Nanodraden met trouwring vormen eerste overgangsloze transistoren

Een onderzoeksteam van het Tyndall National Institute in Cork claimt ‘s werelds eerste p-n-overgangsloze transistoren uit nanodraden gemaakt te hebben. Volgens de Ieren hebben de schakelaars uitstekende eigenschappen die klassieke transistoren naar de kroon steken. Zo vertonen ze scherp gedefinieerd aan-uit-gedrag, extreem lage lekstromen en minder mobiliteitdegradatie door hoge gatespanning of temperatuur. Desalniettemin zijn ze CMos-compatibel te maken.

De overgangsloze transistoren bestaan uit silicium nanodraden van enkele tientallen nanometers lang en 10 nanometer dik, gefabriceerd met e-beamlithografie op SOI-wafers. Voor n-type schakelaars werden die met ionimplantatie uniform gedoteerd met arseen, en voor de p-type met boorfluoride. Dotering is nodig voor hoge stroomsterkten en goede contactweerstand bij bron en afvoer. Ongeveer in het midden van de draad zit een gate, die als een trouwring rondom de draad zit gevouwen. Daartoe aangezet door een spanning, knijpt die de stroom in de draad af.

Volgens de onderzoekers beginnen hun draden een goed alternatief te vormen voor conventionele schakelaars wanneer de afstand tussen bron en afvoer onder de 10 nanometer duikt. Dan zijn namelijk problematisch hoge concentratiegradiënten van doteringen noodzakelijk die de halfgeleiderindustrie nog niet kosteneffectief heeft weten te produceren.