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Matériaux
Transistors : le germanium de nouveau sur le devant de la scène

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/62476.htm

Des scientifiques du centre de recherche commun FZD de Dresde-Rossendorf (Saxe) [1] ont réussi à développer des transistors à base de germanium qui possèdent une fréquence de commutation encore plus rapide. Les nouveaux transistors permettent également d'atteindre des niveaux de production plus élevés, promettant ainsi des coûts de production plus faibles.

Le germanium a constitué le matériau de base de la première génération des transistors, avant de se voir remplacer dans les années 60 par le silicium. Les raisons du déclin du germanium viennent des très bonnes propriétés électroniques des surfaces d'échanges entre le silicium, toujours utilisé de nos jours, et les différents oxydes. Cet avantage est devenu au fil du temps de moins en moins net, car lors du processus de miniaturisation des transistors, les oxydes doivent être remplacés par des matériaux possédant une grande permittivité. La question du matériau de base revient ainsi sur le devant de la scène.

Les scientifiques du FZD ont développé une première méthode qui améliore les performances du matériau à l'aide de l'implantation ionique [2]. Comme son nom l'indique, cette technique est utilisée pour implanter des ions dans un matériau, changeant de ce fait les propriétés physiques du solide. Les chercheurs ont implanté des ions de phosphore dans le matériau puis lui ont appliqué un traitement thermique pour uniformiser la distribution des atomes. Un rayon lumineux de quelques millisecondes, développé en interne par le FZD, est ensuite utilisé pour emprisonner les atomes dans le matériau. Les outils d'analyse des propriétés électroniques et structurelles du matériau résultant ont été développés conjointement par le centre de recherche en nanoélectronique et nanotechnologique belge IMEC [3] à Leuven et l'Institut Fraunhofer de recherche en nanotechnologie de Dresde, le CNT [4]. Les expériences des physiciens du FZD ont montré qu'il est désormais possible de fabriquer des transistors NMOS [5] à base de germanium.

En parallèle, une équipe internationale composée des chercheurs du FZD, de scientifiques d'Allemagne, du Danemark et des Etats-Unis, travaille sur une deuxième méthode qui limite la diffusion des ions de phosphore implantés grâce à l'irradiation protonique.

Des informations supplémentaires sur les méthodes utilisées sont disponibles dans le magazine scientifique de renom "Applied Physics Letters" [6].

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- [1] Site Internet du centre de recherche du FZD : http://www.fzd.de
- [2] Liens Wikipédia sur l'implantation ionique : http://fr.wikipedia.org/wiki/Implantation_ionique
- [3] Site Internet de l'IMEC : http://www2.imec.be/be_en/home.html (en anglais)
- [4] Site Internet du CNT : http://www.cnt.fraunhofer.de
- [5] Lien Wikipédia sur les transistors NMOS : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/cweM2 (chapitre 2.1)
- [6] Publication sur la méthode à base de rayons lumineux : "Millisecond flash lamp annealing of shallow implanted layers in Ge", C. Wündisch, M. Posselt, B. Schmidt, V. Heera, T. Schumann, A. Mücklich, R. Grötzschel, W. Skorupa, T. Clarysse, E. Simoen, H. Hortenbach - Applied Physics Letters. 95 - 2009 - DOI: 10.1063/1.3276770.
- Publication sur la méthode à base d'irradiation protonique : "Interstitial-Mediated Diffusion in Germanium under Proton Irradiation", H. Bracht, S. Schneider, J. N. Klug, C. Y. Liao, J. Lundsgaard Hansen, E. E. Haller, A. Nylandsted Larsen, D. Bougeard, M. Posselt, C. Wündisch - Physical Review Letters 103 - 2009 - DOI: 10.1103/PhysRevLett.103.255501.
- Dr. Christine Bohnet, Service Presse - Centre de recherche commun Dresde-Rossendorf FZD, Bautzner Landstr. 400, D-01328 Dresden - tél : + 49 351 260 2450 - email : presse@fzd.de

Code brève
ADIT : 62476

"Weg vom Silizium - hin zum Germanium?", article du site Réseau de compétence Allemagne - 22/02/2010 - http://redirectix.bulletins-electroniques.com/bolSG

Philippe Rault, rault.philippe@diplomatie.gouv.fr - http://www.science-allemagne.fr

BE Allemagne numéro 473 (3/03/2010) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/62476.htm