4.4.3.2. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

  
  SOI 
 
SOI (Silicon on Insulator)

Раньше тактовые частоты были маленькие, напряжения большие и транзисторы
травили прямо на кремнеевой подложке.
Но с ростом частот и уменьшении размера ячейки все больше стал играть
роль эффект паразитной емкости кремниевой подложки.
Что бы избавится от этого эффекта под транзисторной структурой стали
распологать слой SiO2. (Silicon on Insulator = SOI).

  


Original (раньше):
  


SOI (теперь):
  






  
  Растянутый кремний 
 

Идея рстянутого кремния:
Хочется чтобы через затвор электроны проходили с наименьшим
сопротивлением (уменьшаются тепловые потери и потери напряжения на
транзисторе).
Чтобы этого добится надо увеличить расстояния между атомами состовляющими
затвор. Для этого их "натягивают" на структуру кремний-германий которая 
имеет больший шаг кристаллической решетки.
  

  






  
  3D структуры 
 

V-образный транзистор
  


3D двухсторонний транзистор:
(Один затвор открывает 2 транзистора в 3D структуре)
  


Двухзатворный транзистор:
  


Реальные 3D структуры:
(нижний слой (на подложке) логика, в объеме память, сверху optical
interconnect. [реальные прототипы уже есть].
  



Эволюция
(от планарного транзистора, через SOI к двухзатворному и
в перспективе к реальной 3D структуре:
  




  
  Нанотрубки 
 
Углеродные нанотрубки как канал транзистора
  

Плотность тока в несколько десятков раз выше чем у кремневых
транзисторов.
Размер транзистора получается в несколько раз меньше.
Кроме того меньше рабочее напряжение затвора.





  
  Охлаждение on-chip 
 

  


AMD получил патент на использование холодильника Пельтье 
(TEC, thermoelectric cooler) внутри кристала.
На левой картике мы видим три транзистора в верхнем слое,
под ними находятся холодильники Пельтье, питание к ним подводится с боков
(+ и -).


  


Эффект Пельтье - пластины из 2х металов, полупроводник внутри при прохождении
тока идет переход тепла из одной пластины в другую.
[Образующее Электрическое поле пропорционально температурному градиенту].

  

Реальные устройства содержат цепочку элементов Пельтье.
(На AMD правом рисунке (см выше) видно устройство).