Pesquisadores desenvolvem transistor 4D

Criar um tipo de transistor com o formato de uma árvore de Natal parece bem adequado para esta época do ano. Além do formato inusitado, o componente é o prenúncio de um material com pretensões de superar o silício na próxima década. Cada transistor é formado por três nanofios de um material chamado arseneto de gálio e índio (InGaAs), dispostos em uma forma que, externamente, lembra uma árvore de Natal.

Diferentemente dos transistores planos, os transistores 3D possuem várias vantagens em relação ao potencial de miniaturização e de aumento da velocidade de operação dos circuitos eletrônicos.

Os pesquisadores Jiangjiang Gu, da Universidade Purdue, e Xinwei Wang, da Universidade de Harvard, deram um passo além e acrescentaram uma nova dimensão a esses transistores tridimensionais, ao conectá-los verticalmente em paralelo. “Uma casa de um piso pode acomodar muita gente, mas, quanto mais pisos, mais gente. Com os transistores é a mesma coisa,” explica o Dr. Peide Ye, coordenador da equipe. “Empilhar os transistores resulta em mais corrente e operação muito mais rápida. Isso adiciona uma dimensão totalmente nova, por isso nós os chamamos de transistores 4D,” completou.

Estrutura do trasistor 4D.

Lançados neste ano, os processadores mais modernos já incorporam transistores 3D. Os transistores possuem seções, chamadas portas, que permitem que eles sejam ligados ou desligados. Quanto menores as portas, maior pode ser a velocidade de operação.

Nos transistores 3D atuais, essas portas têm dimensões na faixa dos 22 nanômetros. O formato desses componentes é um elemento crítico, porque portas nessas dimensões não funcionam bem na arquitetura plana.

Com a tecnologia 3D, os engenheiros já trabalham em transistores com portas ainda menores: espera-se atingir os 14 nanômetros em 2015 e os 10 nanômetros em 2018.

A grande fronteira está justamente nos 10 nanômetros. Em dimensões abaixo dessas, não será mais uma questão de formato, mas de material, já que o silício perde a eficiência em dimensões abaixo dos 10 nanômetros, pelo menos com as técnicas de fabricação atuais.

É por isso que os cientistas trabalham arduamente em busca de um novo material para fazer a camada dielétrica do transistor, responsável por fazê-lo ligar e desligar – em camadas muito finas, o silício deixa a corrente “vazar”.

Usando o InGaAs, os pesquisadores conseguiram usar um novo tipo de dielétrico, uma camada de 4 nanômetros de espessura de aluminato de lantânio recoberta com uma camada ainda mais fina – 0,5 nanômetro – de óxido de alumínio.

O feito foi selecionado como um dos “Temas de Destaque” a serem apresentados durante o IEDM (International Electron Devices Meeting), que começou no último fim de semana em São Francisco, nos Estados Unidos.

Com informações de Inovação Tecnológica