Читать статья по информатике, вычислительной технике, телекоммуникациям: "Трехмерные транзисторы" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

ст. пр. Балахнова М.Ю. Один из аспектов повышения процессов обработки информации - получение конструкции трехмерного транзистора.

Рассматриваются вопросы одного из наиболее прогрессивных направлений высоких технологий - наноэлектроники - получение конструкции трехмерных транзисторов, позволяющих создать и использовать компоненты вычислительных устройств, значительно превосходящих по быстродействию и объемам памяти аналогичные устройства схемотехнической микроэлектроники.

Анализ научно-технических задач позволяет сделать вывод, что ускорение процессов обработки информации связано с применением методов организации параллельных процессов на макро - и микроуровнях вычислений, включая используемые критерии оптимальности; методов и алгоритмов синтеза параллельного объектного кода по критерию минимального времени выполнения при наименьшем количестве регистров, использованию алгоритмов организации параллельных вычислений в однопроцессорных и многопроцессорных вычислительных системах, а также увеличением быстродействия процессоров.

Перед разработчиками новых технологий встает задача все большего увеличения частоты ядра процессора. Как известно, уменьшение технологического процесса и роста числа транзисторов на одной подложке не может обеспечить бесконечного увеличения частоты ядра по известным причинам.

Уменьшение размера транзистора, и соответственно, увеличение числа транзисторов в ядре процессора приводит к росту потребляемой мощности и выбросу тепловой энергии. С этой проблемой связано увеличение напряжения питания на процессорном блоке с +5в до +12в, что в свою очередь привело к достаточному снижению токов и как результат снижению потребляемой мощности на процессоре. Но в целом не решило проблему дальнейшего наращивания частоты процессора.

Бесконечное уменьшение размера p-n перехода транзистора приводит к появлению токов утечки. Все дело в том, что при уменьшении толщины слоя диэлектрика начинают возникать эффекты туннелирования зарядов через слой диэлектрика.

Паразитный заряд «командует» процессами на подложке, что приводит к нежелательным явлениям - переключение транзистора срабатывает медленнее. Транзистор становится более инертным.

Давайте вспомним принцип действия плоского полевого транзистора с управляющим p-n переходом. Сток и исток размещают на подложке кремния. В «выключенном» состоянии ток между истоком и стоком не течет из-за высокого сопротивления между ними. Чтобы ток протекал - используется затвор. Затвор отделяется от подложки слоем диэлектрика. При «включении» подаче управляемого напряжения на затвор, основные носители заряда перемещаются вглубь кремниевой подложки. Теперь та область, которая обеднена основными носителями, втягивает носители заряда стока и истока. В дальнейшем - между истоком и стоком образуется канал, насыщенный основными носителями заряда. Если теперь между истоком и стоком приложить напряжение, то по каналу пойдет ток. Это означает, что транзистор «открыт». Если удалить напряжение на затворе - канал разрушается, и ток не проходит, то есть транзистор «заперт» [1].

Проблема, как уже отмечалось, связана с возникновением тока утечки между истоком и стоком.

Заряд, накапливаемый n-канальным транзистором в то время,

Похожие работы