TSMC Cover Jahresbericht 2020

Mit Bezug auf die jüngste gemeinsame Forschungsveröffentlichung von TMSC, NTU und MIT in der Wissenschaftszeitschrift Nature berichten eine Reihe von Zeitschriften und Online-Portale, diese Forschungsergebnisse seien der Durchbruch auf dem Weg zu 1-nm-Chips. (Quelle: TSMC)

| von Dieter Wirth

Nach Angaben des Internetportals Verdict zeigen die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Forschungsergebnisse von TSMC, NTU und MIT, dass die Verwendung des Halbmetalls Bismut (Bi) als Kontaktelektrode des zweidimensionalen (2D) Materials den Widerstand stark reduzieren und den Strom erhöhen kann. Dadurch könne eine Energieeffizienz erreicht werden, die nahe an den bestehenden physikalischen Grenzen von Halbleitergrößen liegt.

In dem Abstract dieser Veröffentlichung in Nature heißt es wörtlich: „Hier berichten wir über einen ohm‘schen Kontakt zwischen halbmetallischem Bismut und halbleitenden Monolayer-Übergangsmetall-Dichalcogeniden (TMDs), bei dem die MIGS (metal-induced gap states) ausreichend unterdrückt sind und entartete Zustände in den TMDs spontan im Kontakt mit Bismut gebildet werden. Durch diesen Ansatz erreichen wir eine Schottky-Barrierenhöhe von Null, einen Kontaktwiderstand von 123 Ohm-Mikrometern und eine Stromdichte im eingeschalteten Zustand von 1,135 Mikroampere pro Mikrometer auf Monolayer-MoS2; diese beiden Werte sind unseres Wissens nach die niedrigsten beziehungsweise höchsten, die bisher aufgezeichnet wurden.

Wir zeigen außerdem, dass sich auf verschiedenen Monolayer-Halbleitern, darunter MoS2, WS2 und WSe2, ausgezeichnete ohmsche Kontakte bilden lassen. Die von uns berichteten Kontaktwiderstände stellen eine wesentliche Verbesserung für zweidimensionale Halbleiter dar und nähern sich dem Quantenlimit. Diese Technologie enthüllt das Potenzial von Hochleistungs-Monolayer-Transistoren, die auf Augenhöhe mit den modernsten dreidimensionalen Halbleitern sind, was eine weitere Verkleinerung der Bauelemente ermöglicht und das Moore‘sche Gesetz erweitert.“

Inwieweit und wann diese Technologie zum Einsatz kommen könnte, bleibt offen. TSMC will weiter forschen. Noch in diesem Jahr will das Unternehmen, einer der weltweit größten Chip-Hersteller, mit der Produktion von 4-nm-Chips beginnen, 2022 mit der Herstellung von 3-nm-Chips. IBM hatte Anfang Mai den weltweit ersten Chip mit 2-Nanometer (nm)-Nanosheet-Technologie vorgestellt.

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