Японські вчені створили транзистори з оксиду індію-галлію, долаючи бар'єри кремнію

Учені з Інституту промислових наук Токійського університету здійснили важливий крок у подоланні фізичних бар'єрів сучасної електроніки. Вони розробили і успішно випробували крихітні транзистори, принципово відмінні від звичних кремнієвих, які відкривають шлях до створення ще більш мініатюрної та потужної техніки.

Основна проблема сьогоднішньої мікроелектроніки — кремній підійшов до свого фізичного межі. Зменшувати транзистори на його основі стає все складніше: вони починають втрачати стабільність і ефективність. Японські дослідники знайшли альтернативу — вони повністю відмовилися від кремнію в ключовому компоненті транзистора. Замість кремнію вчені використали оксид індію, але модифікували його, додавши галій (InGaOx).

Нові транзистори демонструють високу рухливість електронів — 44.5 см²/В·с. Хоча це значення нижче, ніж у кращих кремнієвих транзисторів, воно є рекордним для пристроїв на основі оксидів металів з подібною архітектурою. Конструкція «gate-all-around» і властивості нового матеріалу роблять ці транзистори ідеальними кандидатами для подальшого, радикального зменшення розмірів. При цьому пристрій стабільно працювало під навантаженням протягом кількох годин (майже 3 години в тестах), що критично важливо для практичного застосування.

Головна перевага — можливість створювати інтегральні схеми небаченої раніше щільності. Коли кремнієві транзистори упруться в абсолютний фізичний межа мініатюризації (а це вже не за горами), такі технології на основі InGaOx зможуть прийти на зміну, дозволяючи упаковувати більше транзисторів на тій же площі кристала. Також оксиди металів, на відміну від кремнію, можуть бути прозорими і наноситися на гнучкі підкладки. Це відкриває двері для створення зовсім нових форм-факторів пристроїв — гнучких дисплеїв, носимої електроніки, інтегрованої в одяг або інтер'єр.

Результати роботи були представлені на престижному симпозіумі з технологій VLSI та схем (VLSI Technology and Circuits Symposium 2025). Хоча до масового впровадження таких транзисторів у споживчу електроніку пройде час (потрібно відпрацювання масового виробництва, інтеграції в існуючі процеси), дослідження чітко показує: майбутнє мікроелектроніки лежить за комбінацією нових матеріалів, таких як оксид індію-галлію, і передових архітектур, подібних до «gate-all-around».