Haberler 
Coin Bilgisi 
Hakkımızda 
Tayvan merkezli TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., TSM), ASML(ASML) ve Belçika merkezli araştırma kuruluşu imec, 300 milimetrelik gofrette 50 nanometrelik ‘temas poli aralığına’ (CPP) sahip iki boyutlu (2D) malzemeli transistör üretmeyi başardı. Üç kurumun ortak çalışmasında transistörlerin yüzde 94’ü sorunsuz çalıştı.
imec, 15 Haziran’da (yerel saatte) yayımladığı açıklamada üç kurumun molibden disülfür (MoS2) tabanlı n-tipi alan etkili transistörü (nFET) ile volfram disülfür (WS2) ve volfram diselenit (WSe2) tabanlı p-tipi alan etkili transistörü (pFET) 300 mm’lik gofrette bir araya getirdiğini duyurdu. CPP, kapı ile kaynak-akaç temas noktalarının tekrar eden yerleşim aralığını gösteren bir üretim ölçütü.
imec Compute ve Bellek Cihaz Teknolojileri Araştırma-Geliştirme Başkan Yardımcısı Gouri Sankar Kar(Gouri Sankar Kar), “2D nFET ve pFET performansından ödün vermeden 50 nm CPP’ye ilk kez ulaştık” dedi. Kar’ın sözleri, başarının yalnızca laboratuvar ölçeğinde değil, büyük gofret üretiminde n-tipi ve p-tipi cihazların birlikte gerçekleştirilmesinde de öne çıktığını gösteriyor.
Aynı açıklamada konuşan TSMC Baş Teknoloji Sorumlusu (CTO) Min Cao(Min Cao), işbirliğinin laboratuvardan üretim tesisine geçiş sürecindeki riski azaltıp hızı artırmaya odaklandığını belirtti. 2D malzemelerin gerçek üretim hattına taşınabilmesi için verim, güvenilirlik ve mevcut süreçlerle uyumluluğun birlikte doğrulanması gerekiyor.
ASML ise aşırı mor ötesi (EUV) litografi teknolojisiyle kanal uzunluğunu 28 nm’ye kadar indirdiğini açıkladı. Kanal uzunluğu ile CPP farklı ölçütler olduğundan, tek bir üretim rakamına bakarak transistörün toplam boyutu hakkında sonuç çıkarmak yanıltıcı olur.
2D malzemeler atom katmanı kalınlığında olduğu için kapı elektrik alanıyla akımı kontrol etmekte avantaj sağlıyor. Ancak yüzeyde kapı yalıtım tabakası oluşturulurken arayüz kusurları, sızıntı akımı ve hareketlilik kaybı sık görülüyor; bu yüzden arayüz mühendisliği alandaki başlıca zorluk olarak öne çıkıyor.
Ulusal Yang Ming Chiao Tung Üniversitesi (National Yang Ming Chiao Tung University, NYCU) akademik arşivinde yayımlanan 2025 tarihli bir yüksek lisans tezi de bu sorunu ele aldı. NYCU’da araştırma öğrencisi Yuan-Chun Su(Yuan-Chun Su) ve danışman öğretim üyesi Wen-Hao Chang(Wen-Hao Chang), molibden disülfür üst kapılı transistörlerde ultra ince arayüz oksit tabakasının kontrolünü inceledi.
Araştırmacılar, molibden disülfür yüzeyine ultra yüksek vakumlu elektron demeti buharlaştırma yöntemiyle yaklaşık 0,3 nm kalınlığında alüminyum kapladı ve bunu oksitleyerek alüminyum oksit (Al2O3) arayüz tabakası oluşturdu. 100 nm kanal uzunluğuna sahip tek katmanlı molibden disülfür alan etkili transistöründe yaklaşık 1 nm eşdeğer oksit kalınlığı (EOT) ve 0,45 mS/μm tepe geçiş iletkenliği (transkondüktans) ölçüldü.
EOT, gerçek yalıtım tabakasının elektriksel özelliklerini silikon oksit kalınlığına çevirerek ifade eden bir değer. Değer küçüldükçe kapının elektrik alanı üzerindeki kontrol gücü artıyor, ancak bununla birlikte yalıtım performansı ve sızıntı akımının da yönetilmesi gerekiyor.
TSMC de 2022’de yayımladığı bir araştırmada kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemiyle üretilen tek katmanlı molibden disülfür ile hafniyum tabanlı atomik katman biriktirme yalıtım tabakasını bir araya getirmişti. O çalışmada yaklaşık 1 nm EOT ve 68 mV/dekat eşik altı salınım değerlerine ulaşılarak 2D malzemelerin kapı kontrol performansı ortaya konmuştu.
Nature dergisinde 1 Temmuz’da (yerel saatte) yayımlanan ayrı bir makale ise temas noktası küçültme sorununu ölçtü. Araştırmacılar, bizmut temaslı tek katmanlı molibden disülfür transistöründe taşıyıcı aktarım uzunluğunu yaklaşık 2,0 nm olarak belirledi.
Taşıyıcı aktarım uzunluğu, metal temas noktasından yarı iletken kanala yükün fiilen ne kadar mesafede aktarıldığını gösteriyor. Buna göre 2D transistörlerde küçültme yalnızca kanal uzunluğuyla sınırlı değil; temas direnci, temas noktası boyutu ve kapı yalıtım tabakasının birlikte küçültülmesini gerektiren bir sorun.
Bazı yabancı basın organlarının başlığında yer alan 0,42 nm rakamı, kamuya açık araştırma kaynaklarında doğrudan doğrulanmadı. Doğrulanan rakamlar sırasıyla yaklaşık 0,3 nm alüminyum arayüz tabakası, yaklaşık 1 nm EOT, yaklaşık 2,0 nm taşıyıcı aktarım uzunluğu ve 50 nm CPP; bu dört değer birbirinden farklı fiziksel unsurları işaret ediyor.
Bu araştırma belirli bir hisse senedi veya varlığın kazanç sağlayacağına dair bir veri değil, yeni nesil yarı iletken üretim teknolojisini doğrulayan bir sonuç. TSMC’nin yapay zekayı çip üretim sürecine uygularken aynı zamanda yapay zeka çip talebine yanıt verdiği sektör yapısıyla bağlantılı olsa da, kripto para ve blok zinciri piyasasıyla doğrudan bağlantılı bir iş kolu veya fon akışı bu çalışmada gösterilmiyor.
2D malzemeli transistörlerin seri üretime geçebilmesi için 300 mm gofrette doğrulanan cihaz performansının yanı sıra verim, güvenilirlik, uzun vadeli kararlılık ve süreç maliyetinin de test edilmesi gerekiyor. Şu ana kadar doğrulanan sonuçlar 50 nm CPP, yüzde 94 çalışma oranı ve 28 nm kanal uzunluğuyla sınırlı.
Doğrulama kaynakları: NYCU akademik arşivi, imec açıklaması, TSMC araştırma sayfası, Nature makalesi
Yorum 0