Merevolusi Miniaturisasi:Transistor InGaOx Menjanjikan Kinerja Terobosan

INSIDER Elektronik &Sensor

(Gambar:Atas perkenan para peneliti)

Ketika perangkat elektronik menjadi lebih kecil, semakin sulit untuk terus mengurangi jumlah transistor berbasis silikon. Kini, tim peneliti yang dipimpin oleh Institute of Industrial Science, The University of Tokyo, telah mencari solusinya. Mereka telah membuang silikon dan memilih untuk membuat transistor yang terbuat dari indium oksida yang didoping galium (InGaOx). Bahan ini dapat disusun sebagai oksida kristal, yang kisi kristalnya teratur sangat cocok untuk mobilitas elektron.

“Kami juga ingin transistor oksida kristal kami memiliki struktur 'gerbang serba bisa', dimana gerbang, yang menghidupkan atau mematikan arus, mengelilingi saluran tempat arus mengalir,” jelas Anlan Chen, penulis utama studi tersebut. "Dengan membungkus seluruh gerbang di sekitar saluran, kami dapat meningkatkan efisiensi dan skalabilitas dibandingkan dengan gerbang tradisional."

Para peneliti mengetahui bahwa mereka perlu menambahkan pengotor pada indium oksida dengan mendopingnya dengan galium. Hal ini akan membuat material bereaksi dengan listrik dengan cara yang lebih menguntungkan. “Indium oksida mengandung cacat kekosongan oksigen, yang memfasilitasi penyebaran pembawa dan dengan demikian menurunkan stabilitas perangkat,” kata Masaharu Kobayashi, penulis senior. "Kami menambahkan indium oksida dengan galium untuk menekan kekosongan oksigen dan pada gilirannya meningkatkan keandalan transistor."

Tim menggunakan deposisi lapisan atom untuk melapisi wilayah saluran transistor gerbang-seluruh dengan lapisan tipis InGaOx, satu lapisan atom pada satu waktu. Setelah pengendapan, film dipanaskan untuk mengubahnya menjadi struktur kristal yang diperlukan untuk mobilitas elektron. Proses ini pada akhirnya memungkinkan pembuatan transistor efek medan (MOSFET) berbasis oksida logam yang dapat digunakan di seluruh gerbang.

“MOSFET serba guna gerbang kami, yang mengandung lapisan indium oksida yang didoping galium, mencapai mobilitas tinggi sebesar 44,5 cm2/Vs,” kata Dr. Chen. "Yang terpenting, perangkat ini menunjukkan keandalan yang menjanjikan dengan beroperasi secara stabil di bawah tekanan yang diterapkan selama hampir tiga jam. Faktanya, MOSFET kami mengungguli perangkat serupa yang telah dilaporkan sebelumnya."

Upaya yang ditunjukkan oleh tim telah menghasilkan desain transistor baru yang mempertimbangkan pentingnya material dan struktur. Penelitian ini merupakan sebuah langkah menuju pengembangan komponen elektronik yang andal dan berdensitas tinggi yang cocok untuk aplikasi dengan kebutuhan komputasi tinggi, seperti big data dan kecerdasan buatan. Transistor kecil ini menjanjikan untuk membantu teknologi generasi berikutnya berjalan dengan lancar, memberikan perbedaan besar dalam kehidupan kita sehari-hari.

Sumber