Transistör Gate Uzunluğunda Yeni Rekor

Araştırmacılara göre Moore Yasası'nın sonu yaklaşıyor. Transistörler olabilecekleri maksimum küçüklüğe ulaştı. Fakat limitler halen zorlanıyor. Çin'deki bir araştırma ekibi 0.34 nm'lik gate uzunluğunda transistör geliştirdi. Detaylar yazımızın devamında.

A- A+

16.03.2022 tarihli yazı 5054 kez okunmuştur.

Moore Yasası Transistör Grafen Drain İşlemci Entegre Devre

Moore Yasası’nın sonu gelip gelmediği konusunda tartışmalar halen devam ediyor. Bilindiği üzere Moore Yasası, transistörlerin belirli zaman aralıklarında belli oranda küçüldüklerini savunuyordu. Transistörlerin fiziksel sınırları ve diğer etmenler Moore Yasası’nın öldüğünü işaret ediyor. Bu durumu destekleyen bir başka gelişme yaşandı. Bu gelişme Çin’deki bir araştırma ekibinin dünyanın en küçük transistörünü üretmesiyle meydana geldi. Bu transistör 0.34 nm’lik kapı (gate) ayarıyla rekor kırdı.

►İlginizi Çekebilir: Transistörler Nedir? Nasıl Çalışır? 1.Bölüm|ElektrikPort Akademi

Dünyanın en küçük transistörü unvanını alan tasarımın transistör kapısı (gate) bir grafen tabaka yardımıyla imal edildi. Bu tabaka atom inceliğinde ve 0.34 nm’lık kalınlıktaki kapının (gate) üretiminde kullanıldı. Bu kalınlığın olağanüstü bir değer olması nedeniyle gelecekte daha küçük bir transistör kapısının imali hayal görünüyor. Şimdi transistörleri biraz daha yakından incelemeye çalışalım. Transistörler, üç yapı bloğu yardımıyla çalışabilen yarı iletkenlerdir. Bu yapı blokları arasında elektrik akımının transistöre girdiği yer olan “source” ve bu akımın terk ettiği “drain” noktası bulunuyor. Sonuncu yapı bloğu olan “gate” ise elektrik akımının akıp akmadığını denetliyor. Anlaşılacağı üzere transistörlerin yapısı çok karmaşık değil. Transistörler, tek başına çok büyük anlam ifade etmese de, entegre devrelerde milyarlarcası belli düzende bir araya toplanarak CPU çekirdeği gibi karmaşık yapıların parçasını oluşturmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: 1000 Kat Daha Hızlı Çalışan Transistör: Optik Transistör

Karmaşık yapıların oluşturulmasında fazla sayıda transistör kullanılması, işlevselliğin ve performansın arttırılmasını sağlar. Fazla sayıda transistör kullanımı da şüphesiz transistör boyutunun küçültülmesinden geçmektedir. Küçük ve çok sayıda olan transistörler; güç verimliliği, sıcaklık ve çalışma frekansı gibi parametreleri daha verimli hale getirmektedir. Bunun nedeni ise küçük transistörlerde elektrik akımının source’dan drain’e yaptığı yolculun daha kısa olmasıdır.

Peki birçok avantajı bulunan 0.34 nm’lik gate uzunluğuna sahip dünyanın en küçük transistörleri nasıl üretildi?

Bunu daha iyi anlamak için her ikisi de titanyum-paladyum metal kontaklardan üretilmiş iki basamak hayal edelim. Bu tasvirde, yüksek basamağın üstünde source, alçak basamağın üstünde ise drain bulunmaktadır. Source ile drain noktasının birbirine bağlandığı alanı temsil eden merdiven boşluğunun yüzeyi ise molibden disülfür tabakasında üretilmiştir. Bahsi geçen yüzeyin altında da ince bir katman halinde yalıtkan hafniyum oksit tabakası bulunmaktadır. Üst basamak tıpkı bir sandviç gibidir. Altta grafen tabaka üstte ise alüminyum blok bulunur. Üst basamaktaki bu blok, basamağın dikey kısmındaki ince boşluk hariç, grafen ve molibden disülfürü ayrı tutacak şekilde konumlandırılmıştır. Ayrıca hem üst hem de alt basamakta 5 cm’lik silikon dioksit tabakası bulunmaktadır.

Kaynak:

► spectrum.ieee.org
► tomshardware.com