Sub-Nanometer-Transistoren: Forscher entdecken Weg zur "Züchtung"

Wie kann man bei Transistoren die drohende Grenze zur weiteren Verkleinerung überwinden? Wissenschaftler vermelden, dass es ihnen mit einer neuen Methode gelungen sei, Material mit einer Strukturbreite von weniger als 1 Nanometer sozusagen "wachsen zu lassen".

Neuer Meilenstein: Sub-1-Nanometer-Transistoren

Wir nähern uns bei der Produktion von Schaltkreisen mit schnellem Schritt einem Meilenstein: ohne völlig neue Techniken wird sich die Strukturbreite von Chips nicht mehr weiter verringern lassen. Genau in dieser Verkleinerung stecken aber große Teile der Leistungssprünge, die wir die letzten Jahrzehnte erreichen konnten. Was also tun? Eine völlig neue Art erfinden, wie Transistoren entstehen.

Genau über eine solche neuartige Methode berichtet jetzt ein Forschungsteam unter der Leitung von Direktor Jo Moon-Ho vom Center for Van der Waals Quantum Solids des Institute for Basic Science (IBS) im Fachmagazin Nature. Demnach ist es gelungen, mit gesteuertem Schichtwachstum - auch epitaktisches Wachstum genannt - Metallstrukturen von weniger als einem Nanometer Breite zu züchten.


Dabei machen sich die Wissenschaftler die Fähigkeiten von Molybdändisulfid (MoS2) zunutze, das an der Grenze zwischen zwei Kristallformationen "ein eindimensionales Metall mit einer Breite von nur 0,4 nm bildet". Genau diese Struktur kann dann in der Theorie als "Gate-Elektrode" für 2D-Halbleiter genutzt werden.

Zum Vergleich: Aktuelle Schätzungen der International Roadmap for Devices and Systems (IRDS) gehen davon aus, dass bis zum Jahr 2037 Halbleiterknoten mit einer Größe von 0,5 nm mit Transistor-Gate-Längen von 12 nm möglich werden. Die neue Methode kann diesen Wert auf bis zu 3,9 nm verkürzen.

"Dies stellt nicht nur für die Halbleitertechnologie der nächsten Generation, sondern auch für die Grundlagenforschung in der Materialwissenschaft einen bedeutenden Durchbruch dar, da es die großflächige Synthese neuer Materialphasen durch künstliche Steuerung von Kristallstrukturen demonstriert", so Phys zu der Arbeit der Forscher.


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