CEA-Leti og Intel indgår aftale om et fælles forskningsprojekt, hvor man vil udvikle en layer-transfer teknologi til overføring af atomtynde lag af to-dimensionale TMD (transition-metal dichalcogenides) materialer på 300 mm wafere med det formål at udvide Moore’s lov udover 2030.
Halvledere baseret på 2D-materialer som molybdæn- og tungsten-baserede TMD’er, er lovende kandidater til fortsættelse af Moore’s lov og kan sikre en ultimativ skalering af MOSFET transistorer, fordi 2D-FET’er giver mulighed for en transistorkanal med tykkelse på under 1 nm. Disse transistorer er velegnede til højtydende og low-power platforme takket være deres gode transport af ladningsbærere og mobilitet, selv i atomtynde lag. Desuden giver device-enhedernes tykkelse og moderate energi-båndgab forbedret elektrostatisk kontrol og dermed lav hvilestrøm.
Disse karakteristika gør 2D-FET’er med stakkede nanosheets til en potentiel løsning for den fremtidige transistorskalering. Dette vil kræve en 2D kanal af høj kvalitet samt overførsel af de tynde 2D lag og robuste procesmoduler. For at muliggøre dette vil de to virksomheders flerårige projekt udvikle en levedygtig layer-transfer teknologi til højkvalitets 2D materialer, som dyrkes på 300 mm wafer (som det foretrukne substrat) og overføres til et andet device-substrat for integration af transistorerne i halvlederprocessen.
I projektet bidrager Intel med årtiers ekspertise indenfor forskning og udvikling samt halvlederproduktion, mens CEA-Leti bidrager med ekspertise inden for bonding og layer-transfer samt karakterisering i stor skala.
– Da vi til stadighed prøver at forlænge Moore’s lov, vil 2D TMD materialer være en vej frem for at flytte grænserne for den fremtidige transistorskalering, mente Robert Chau, der er Intel Fellow inden for teknologiudvikling og siden 2022 direktør for Intel Europe Research.
– De industrielle udviklingsplaner (roadmaps) viser, at 2D materialer vil blive integreret i de fremtidige mikroelektronikkomponenter, og her vil transfer-egenskaben i 300 mm wafere være en nøgleteknologi for denne integretion. CEA-Leti’s styrke i den forbindelse er vores ekspertise og know-how inden for udvikling af transfer-teknologi og karakterisering, fremhævede forskningsinstituttets CEO, Sébastian Dauvé.
