III-V-materialen efficiënt overgezet op silicium

Onderzoekers van drie Amerikaanse onderzoeksorganisaties hebben samen met Chinese collega‘s een nieuwe benadering ontwikkeld om samengestelde halfgeleiders te combineren met silicium. Zij gebruikten een soort pick-en-place-proces om ultradunne reepjes van III-V-materialen over te brengen op de meest gangbare ondergrond voor elektronica. In een kruislings patroon vormen die nanostrookjes wellicht de basis voor een nieuwe generatie transistoren.

Elektronen bewegen zich gemakkelijker door samengestelde halfgeleiders dan door silicium. Chipfabrikanten zouden er maar wat graag gebruik van maken om snellere en zuinigere producten te maken – misschien worden ze daartoe ooit wel gedwongen, als alle rek uit silicium is – ware het niet dat aan III-V-materialen ook minder gunstige eigenschappen kleven. Zo is het bijzonder moeilijk gebleken om er wafers van commercieel interessante grootte van te maken. Chipmakers zijn daarom aangewezen op epitaxiale groeitechnieken, waarbij dunne laagjes worden opgedampt op het gewenste substraat.

Epitaxiale groei heeft interessante resultaten opgeleverd, maar biedt niet in alle gevallen soelaas. Kristalroosters zijn vaker niet dan wel compatibel, er ontstaan defecten tijdens de groei, of de techniek is simpelweg te complex of te duur voor productiedoeleinden. Voor echte rekentoepassingen hebben III-V-materialen het lab dan ook nog niet verlaten, ook al wordt er wereldwijd al jaren onderzoek naar gedaan.