IBM integra semicondutores futurísticos em chips de silício

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/06/2015

Nesta imagem por microscopia eletrônica colorida artificialmente, o silício aparece em verde, e os componentes de semicondutores III-V aparecem em vermelho.
[Imagem: H. Schmid/IBM]

Semicondutores III-V

Engenheiros da IBM conseguiram pela primeira vez integrar uma nova classe de semicondutores mais avançados sobre pastilhas comuns de silício.

Este é um passo essencial para manter o ritmo da chamada Lei de Moore, que descreve o processo de miniaturização que permite a inserção de um número crescente de transistores nos circuitos integrados - com consequentes decréscimo nos custos de fabricação e melhoria de desempenho.

Heinz Schmid e seus colegas construíram diversos tipos de nanoestruturas - nanofios, junções e até componentes 3D - feitas com materiais conhecidos como "semicondutores III-V", uma referência aos elementos das colunas três e cinco da Tabela Periódica.

Feitos de ligas de índio, gálio e arsenieto, os semicondutores III-V têm sido apontados há vários anos como os materiais do futuro para os processadores de computador devido ao seu desempenho excepcional em relação aos transistores atuais de silício.

Para isso, contudo, é necessário integrá-los nos chips de silício, algo que ninguém havia conseguido até agora.

Casamento de tecnologias

Os componentes foram cultivados utilizando uma técnica chamada epitaxia seletiva assistida por modelo (TASE na sigla em inglês) usando deposição de vapor químico metal-orgânico.

O processo basicamente começa a partir de uma pequena área e evolui para um cristal muito maior e livre de defeitos.

A equipe usou a nova técnica para fabricar componentes 3D.
[Imagem: H. Schmid et al. - 10.1063/1.4921962]

"O que distingue este trabalho de outros métodos é que o semicondutor não contém defeitos prejudiciais, e o processo é totalmente compatível com a atual tecnologia de fabricação de chips," disse Schmid. "É importante salientar que o método também é economicamente viável."

Lei de Moore

Mas nem tudo está pronto para dar o empurrão final na Lei de Moore.

Novos desenvolvimentos da técnica de fabricação serão necessários para atingir o mesmo nível de controle sobre o desempenho dos componentes eletrônicos III-V já alcançado para o silício, o que é essencial para o perfeito casamento das duas tecnologias.

Por outro lado, a nova técnica também tem impacto significativo para a "fotônica sobre silício", com componentes à base de luz sendo integrados diretamente nos chips de silício.

Os processadores fotônicos, estes sim, com sua transmissão de dados por luz, podem dar um impulso tão grande à Lei de Moore que eventualmente possa ser necessário acrescentar-lhe uma emenda para atualização.

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