Aumentar la velocidad del silicio

Según un artículo publicado esta semana en Technology Review, una nueva forma de hacer crecer varios semiconductores sobre silicio podría acelerar la electrónica.

El silicio es el material por excelencia en el sector de la electrónica, pero hay otros semiconductores que, desarrollados sobre una lámina de silicio, podrían duplicar la velocidad de los transistores. El problema es que estos semiconductores suelen ser incompatibles con el silicio, pero ahora, una nueva empresa llamada AmberWave Systems ha desarrollado un nuevo método para combinar los diferentes materiales, algo que podría conducir a una electrónica más rápida y de menor tamaño.

Además, la combinación de los diferentes tipos de semiconductores podría dar lugar a láseres y otros dispositivos fotónicos más baratos, dado que los semiconductores utilizados en su fabricación son más caros.

Durante décadas, los investigadores han intentado desarrollar sobre silicio varios tipos de semiconductores distintos del silicio, pero de momento, ninguna técnica ha ido más allá del laboratorio. El principal problema, señala Anthony Lochtefeld, vicepresidente de investigación de AmberWave, es que los átomos del silicio están más juntos que los de otros semiconductores como el germanio, el arseniuro de galio o el fosfuro de indio. “Los entramados [atómicos] no encajan”, señala Lochtefeld, y los materiales se agrietan.

En la investigación presentada en el congreso SEMICON West celebrado en San Francisco la semana pasada, Lochtefeld mostró cómo su equipo talló unas zanjas de 500 nanómetros de profundidad (y de entre 250 y 400 nanómetros de ancho) en una capa de dióxido de silicio sobre silicio y, a continuación, las rellenó con germanio.

En el fondo de la zanja el germanio se fisuró en contacto con el silicio. Sin embargo, debido a la orientación innata del entramado de cristales del germanio, así como a la del silicio, las grietas sólo alcanzaron la mitad aproximadamente de la altura de la zanja de dióxido de silicio. Sobre la zanja, el germanio servible pudo crecer relativamente sin defectos.

En cualquier caso, la tecnología de AmberWave está aún en sus primeras fases y los investigadores todavía deberán demostrar que su método puede dar lugar a dispositivos que funcionen. Actualmente, el equipo está centrado en probar otros materiales semiconductores, como el fosfuro de indio, utilizado en la fabricación de los láseres infrarrojos incluidos en las redes de telecomunicaciones. Lochtefeld no espera encontrarse ninguna sorpresa con este material, dado que su entramado tiene un espaciado similar al del germanio y el arseniuro de galio, otro material que ya ha sido probado con éxito. Pero antes de que se pueda utilizar esta tecnología para fabricar transistores o dispositivos fotónicos, será necesario más trabajo para garantizar que los defectos de cada material estén minimizados.

Lochtefeld cree que la tecnología de AmberWave se abrirá camino en los transistores y dispositivos fotónicos a comienzos de la próxima década. Las dimensiones de los transistores están disminuyendo y el silicio, tal y como se utiliza hoy en día, no podrá adaptarse a estos tamaños y mantener su velocidad. El sector calcula que el silicio alcanzará su límite físico cerca del 2012, de ahí la carrera por encontrar los mejores materiales para reemplazarlo.

Fuente: Technology Review