Transistores de nanotubos de carbono saltam do laboratório para as fábricas

Redação do Site Inovação Tecnológica

Os transistores de nanotubos permitem fabricar chips 3D porque são produzidos quase a temperatura ambiente.
[Imagem: MIT]

FETs de nanotubos de carbono

Depois de quase vinte anos de pesquisa e desenvolvimento, os primeiros transistores de nanotubos de carbono começaram a ser fabricados por meio de processos industriais.

Apesar da elevada eficiência desse componente fundamental da eletrônica orgânica, provando uma vez após outra que supera os mais modernos transistores de silício, eles vinham sendo fabricados de forma quase "artesanal" em equipamentos de laboratório.

Agora, Mindy Bishop e seus colegas do MIT conseguiram fabricar as primeiras bolachas de transistores de efeitos de campo de nanotubos de carbono (CNFETs) em equipamentos industriais.

Além de mais eficientes do que os transistores de silício, os CNFETs poderão ser usados para construir novos tipos de processadores 3D, em que os circuitos não se espalham apenas na superfície do chip, podendo também ser formados por vários andares.

Processadores 3D

A equipe afirma ter conseguido ajustes para acelerar o processo de fabricação em mais de 1.100 vezes em comparação com o método convencional de laboratório, além de reduzir o custo de produção. A técnica permitiu depositar nanotubos de carbono de ponta a ponta nas bolachas, com matrizes de 14.400 por 14.400 CFNETs distribuídas em várias bolachas.

E os transistores de nanotubos de carbono industrializados chegam cumprindo o que se esperava deles, com os primeiros testes mostrando que eles apresentam uma eficiência energética pelo menos 10 vezes superior à dos transistores de silício atuais.

E, ao contrário dos transistores de silício, que são fabricados em temperaturas entre 450 e 500 graus Celsius, os CNFETs podem ser fabricados quase a temperatura ambiente.

"Isso significa que você pode realmente construir camadas de circuitos em cima de camadas de circuitos fabricadas anteriormente, para criar um chip tridimensional. Você não pode fazer isso com a tecnologia baseada em silício porque derreteria as camadas por baixo," disse o professor Max Shulaker.

Prevê-se que um chip de computador 3D, capaz de combinar funções lógicas e de memória, supere o desempenho de um chip 2D de última geração feito de silício por ordens de magnitude.

Os próximos passos, já em andamento, serão construir diferentes tipos de circuitos integrados a partir dos CNFETs em um ambiente industrial e explorar algumas das novas funções que um chip 3D poderia oferecer.

Bibliografia:

Artigo: Fabrication of carbon nanotube field-effect transistors in commercial silicon manufacturing facilities
Autores: Mindy D. Bishop, Gage Hills, Tathagata Srimani, Christian Lau, Denis Murphy, Samuel Fuller, Jefford Humes, Anthony Ratkovich, Mark Nelson, Max M. Shulaker
Revista: Nature Electronics
DOI: 10.1038/s41928-020-0419-7