Nuestra estructura de espacio de aire puede potencialmente escalar al nodo tecnológico de 1 nm y podría lograr los objetivos establecidos en la Hoja de ruta internacional para dispositivos y sistemas IEEE 2031.~ Investigador
Investigadores de la Universidad de Nanjing en China han desarrollado nuevos circuitos integrados (CI), osciladores en anillo de cinco etapas que pueden funcionar a frecuencias de GHz. Estos circuitos integrados utilizan disulfuro de molibdeno (MoS2), un material semiconductor bidimensional de una sola capa.
Los dicalcogenuros de metales de transición (TMD), que son materiales bidimensionales, tienen el potencial de crear transistores que superan las limitaciones de escala de los dispositivos basados en silicio. Sin embargo, desarrollar circuitos integrados de alta frecuencia utilizando TMD ha sido un desafío. Hasta ahora, la frecuencia de funcionamiento de los circuitos integrados basados en TMD se ha limitado al rango de megahercios, quedando por detrás de la tecnología de semiconductores de óxido metálico complementario de silicio (CMOS) y otras tecnologías emergentes como los nanotubos de carbono.
Oscilador en anillo MoS2 de alto rendimiento basado en estructuras de dispositivos con entrehierro. De Tech Xplore
Estos dispositivos se basan en transistores de efecto de campo (FET) basados en MoS2 y pueden alcanzar frecuencias de hasta 2,65 GHz. Este avance fue posible gracias a un proceso de cooptimización del diseño y la tecnología. Los circuitos utilizan transistores de efecto de campo de disulfuro de molibdeno de una sola capa con una innovadora estructura de entrehierro. Esta estructura permite contactos óhmicos libres de dopaje y reduce las capacitancias parásitas, lo que contribuye a un mejor rendimiento.
Las simulaciones de tecnología de diseño asistido por computadora (TCAD) sugieren que la estructura del espacio de aire podría reducirse al nodo tecnológico de 1 nm. Este potencial de escala es consistente con los objetivos descritos en la Hoja de ruta internacional para dispositivos y sistemas de IEEE para 2031, lo que sugiere que estos circuitos basados en TMD podrían desempeñar un papel importante en futuras tecnologías de semiconductores.
Hao Qiu, coautor del estudio, comentó que ha habido avances significativos desde el primer informe sobre el transistor MoS2 en 2012. Sin embargo, señaló que la mayor parte del progreso se ha producido a nivel de dispositivo. A nivel de circuito, las frecuencias operativas se limitaron a 13 MHz, que es significativamente más baja que las alcanzadas con las tecnologías CMOS y nanotubos de carbono.
