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Semiconductors01:22

Semiconductors

There is variation in the electrical conductivity of materials - metals, semiconductors, and insulators that are showcased with the help of the energy band diagrams.
Metals such as copper (Cu), zinc (Zn), or lead (Pb) have low resistivity and feature conduction bands that are either not fully occupied or overlap with the valence band, making a bandgap non-existent. This allows electrons in the highest energy levels of the valence band to easily transition to the conduction band upon gaining...
Types of Semiconductors01:20

Types of Semiconductors

Intrinsic semiconductors are highly pure materials with no impurities. At absolute zero, these semiconductors behave as perfect insulators because all the valence electrons are bound, and the conduction band is empty, disallowing electrical conduction. The Fermi level is a concept used to describe the probability of occupancy of energy levels by electrons at thermal equilibrium. In intrinsic semiconductors, the Fermi level is positioned at the midpoint of the energy gap at absolute zero. When...

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Límites de la nanoelectrónica de silicio para la integración a escala de tierra.

J D Meindl1, Q Chen, J A Davis

  • 1School of Electrical and Computer Engineering, Microelectronics Research Center, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332-0269, USA. james.meindl@mirc.gatech.edu

Science (New York, N.Y.)
|September 15, 2001
PubMed
Resumen

La tecnología de semiconductores de silicio ofrece un gran potencial para la integración a escala terrestre (TSI), permitiendo más de un billón de transistores por chip. Lograr esto requiere transistores avanzados de doble puerta y superar los desafíos de interconexión para la nanoelectrónica futura.

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Área de la Ciencia:

  • La tecnología de semiconductores.
  • La nanoelectrónica es la nanoelectrónica.
  • Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

  • La tecnología de semiconductores de silicio ha visto décadas de avance exponencial en rendimiento y productividad.
  • Existen preocupaciones con respecto a los límites físicos cercanos de la tecnología actual de silicio.

Objetivo del estudio:

  • Analizar los límites fundamentales, materiales, dispositivos, circuitos y sistemas de la tecnología de silicio.
  • Determinar la viabilidad de lograr la integración a escala terrestre (ITS).

Principales métodos:

  • Análisis de los límites fundamentales de escala en dispositivos semiconductores.
  • Modelado de doble puerta de metal-óxido-semiconductor transistores de efecto de campo (MOSFETs) en la escala nanométrica.
  • Evaluación de las tecnologías de interconexión para la integración de alta densidad.

Principales resultados:

  • La tecnología de silicio conserva un potencial significativo para la integración a escala terrestre (TSI), que supera el billón de transistores por chip.
  • La viabilidad depende del desarrollo de MOSFET de doble puerta con dimensiones específicas a nanoescala (1nm de óxido de puerta, 3nm de canal de silicio, 10nm de longitud de canal).

Conclusiones:

  • La integración a escala terráquea en silicio se puede lograr superando los actuales obstáculos tecnológicos.
  • El principal desafío para la realización de la nanoelectrónica para la ETI radica en el desarrollo de cables de interconexión avanzados.