Une équipe de recherche met au point une nouvelle interface pour les dispositifs semi-conducteurs en silicium-germanium.
Les puces informatiques en silicium constituent l'épine dorsale des technologies de l'information, mais compte tenu de la miniaturisation croissante et des performances de plus en plus élevées, le matériau semi-conducteur est de plus en plus utilisé pour la fabrication d'ordinateurs. atteint ses limites. C'est là que le nitrure de gallium (GaN) entre en scène comme successeur, par exemple dans les puces pour la technologie sans fil 5G, qui ne perdent pas leurs performances malgré les températures élevées.
Des scientifiques de l'Université technologique de Vienne, en collaboration avec des équipes de recherche de Linz et de Thun en Suisse, ont maintenant montré que le silicium ne doit pas être éliminé en tant que matériau pour les puces. Leur recherche est basée sur le semi-conducteur composé silicium-germanium, qui est utilisé depuis de nombreuses années mais dont le potentiel n'est pas encore exploité. Selon les scientifiques, il faudrait augmenter la proportion de germanium, ce qui permettrait d'accroître considérablement l'efficacité énergétique et les fréquences d'horloge réalisables. Des ordinateurs plus rapides, voire des dispositifs quantiques entièrement nouveaux, seraient alors envisageables.
De nouvelles opportunités pour une vieille connaissance
L'utilisation du germanium pose toutefois un problème, car ce métal technologique, qui a été le principal matériau semi-conducteur jusque dans les années 1970, réagit de manière très différente du silicium dès qu'il entre en contact avec de l'oxygène au cours du processus de fabrication. Le grand nombre d'oxydes qui peuvent ainsi se former confère aux composants des propriétés électroniques différentes, explique Masiar Sistani, de l'Institut d'électronique de l'état solide de l'Université technique de Vienne. Cela pose un problème lorsque le matériau est connecté à des contacts métalliques, car on ne peut pas compter sur l'élément fini pour répondre aux exigences.
Les chercheurs ont trouvé la solution au problème dans un processus présenté dans la revue Petit, Ce procédé permet d'éliminer la contamination de l'interface entre l'aluminium et le silicium-germanium. Une couche intermédiaire de silicium pur et le chauffage contrôlé de la structure à environ 500 degrés Celsius sont essentiels à cet égard. Les atomes d'oxygène n'auraient pas la possibilité de pénétrer dans cette interface de haute pureté dans le cadre de ce nouveau processus, a ajouté M. Sistani.
Le processus de fabrication est reproductible et peut être utilisé relativement rapidement dans l'industrie des puces, explique le professeur Walter Weber, directeur de l'Institut d'électronique de l'état solide. Les systèmes nécessaires sont déjà disponibles sur place. La voie est donc ouverte pour une variété de dispositifs nanoélectroniques, optoélectroniques et quantiques de la prochaine génération.
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