3D transistore

Hiru dimentzioko transistoreak ate bat erabiltzen dute bi ate bertikalen gainean, azalera hiru aldiz handitzen, elektroiak hobeto pasatzeko. Transistore horiek isurketa gutxiago daukate eta potentzia gutxiago erabiltzen dute.^[1]

3D transistoreak: erdieroale teknologia

3D transistoreek aurrerapauso esanguratsu bat irudikatzen dute erdieroale-teknologian, eta erronka bat jartzen diote transistore planoen diseinu tradizionalari, azken hamarkadetan arloa menderatu duena. Gailu berritzaile hauek osagai elektronikoen paisaia berritzen ari dira, errendimendu indartuak eskainiz eta igorle planoei lotutako muga batzuk zuzenduz.

3D transistoreen hasiera

Hiru dimentsioko transistoreak bi dimentsioko eta planoen transistore tradizionaletik bereizten dira. Azken horiek, teknologia erdieroalearen giltzarri izan dira XX. mendearen erdialdetik, zirkuitu integratuen eta gailu elektronikoen garapen azkarra ahalbidetuz. Hala ere, teknologiak aurrera egin ahala eta gailu txikiago eta indartsuagoen eskaera handitu ahala, transistore planoen mugak nabariagoak egiten dira.

Ezaugarriak

Planoak ez diren transistoreen ezaugarrietako bat hiru dimentsioko arkitektura da. Azalera lau batera mugatzen diren planoetako transistoreak ez bezala, transistore hauek hirugarren dimentsioan hedatzen dira, espazioaren erabilera eraginkorragoa ahalbidetuz eta ezaugarri elektrikoak hobetuz. Planoak ez diren transistoreen mota ohikoak FinFETs (Fin Field-Effect Transistors) eta nanowire Transistors dira.

FinFETek, adibidez, erdieroalearen azaleratik sortzen diren egitura finkoak erabiltzen dituzte. Hegal horiek, silikona antzeko materialez eginak, korrontearen isuria kontrolatzeko balio dute, abiaduran, energia kontsumoan eta filtrazio-terminoetan errendimendu hobea ahalbidetuz. Nanowire transistoreek, gainera, hiru dimentsioko kontzeptua hartzen dute nanoeskalako hariak erabiliz kanal gidari moduan, eskalagarritasun handiagoa eta elektroi-mugikortasuna eskainiz.

Abantailak

Hiru dimentsioko transistoreak abantaila batzuk dakartzate. Abantaila nabarmen bat kontrol elektrostatikoa hobetzea da, filtrazio gutxiko korronteen ondorioz. Hiru dimentsioko diseinuak atez ateko kontrol hobea onartzen du, energia-kontsumoa eta transistore tradizionaletik lotutako beroaren sorrera minimizatuz. Gainera, errendimendu handiagoa erakusten dute tamaina txikiagoetan, eta idealak egiten dituzte hurrengo belaunaldiko zirkuitu integratuak garatzeko.

Transistore hauek Mooreren Legeari lotutako erronkak ere aurre egiten ditu, bi urtetik behin zirkuitu integratuetan transistore-dentsitatea bikoiztea aurreikusten zutenak. Transistore tradizionalak beren muga fisikoetara hurbiltzen direnean, planoak ez diren diseinuek transistoreen dentsitatea handitzen jarraitzeko bidea eskaintzen dute, gailu elektroniko indartsu eta trinkoen garapena ahalbidetuz.

Erabilerak erdieroaleren industrian

3D transistoreek aplikazio zabalduak aurkitu dituzte industria erdieroalearen hainbat sektoretan. Prozesadore aurreratuak, memoria-gailuak eta beste zirkuitu integratu batzuk garatzeko nahitaezkoak dira. Errendimendu handiagoak eta eraginkortasun energetikoak gailu elektronikoak hobetzen laguntzen dute, smartphone eta ordenagailuetatik datu-zentroetara eta errendimendu handiko informatika-sistemetara hedatuz.

Erronkak eta etorkizuna

Transistoreek abantaila esanguratsuak eskaintzen dituzten arren, erronka berriak ere sortzen dituzte: konplexutasuna eta kostua. Planotik teknologia ez-lauaraino pasatzeak eskatzen du fabrikazio prozesuetan eta materialetan aurrera egitea. Ikertzaileak eta ingeniariak erronka horiek gainditzeko lanean ari dira erdieroaleen industrian onarpena finkatzeko.

Planoak ez diren transistoreen paradigma-aldaketa bat irudikatzen dute teknologia semikonduktorean, errendimendua hobetuz eta planoen diseinu tradizionalen mugei aurre eginez. Elektronikaren industriak miniaturazioaren eta eraginkortasunaren mugak bultzatzen jarraitzen duenez, transistoreak paper erabakigarria izango dute gailu elektronikoen eta zirkuitu integratuen etorkizuna osatzeko.

Erreferentziak

1. Shehata, Gaber, Naguib, E. Selmy, Hassan, Shoeer, Ahmadien, Nabeel, Nader, Abdel-Rahman, Ahmed, Ayman, Hossam, Ibrahim, Omar, Rewan. (2015). «3D Multi-gate Transistors: Concept, Operation, and Fabrication» Journal of Electrical Engineering 3 (David Publishing) ISSN 2328-2223..

Kanpo estekak