Как утверждает закон, носящий имя основателя Intel Гордона Мура, плотность интеграции полупроводниковых микросхем удваивается каждые 18 месяцев. Это достигается путем уменьшения размеров элементов, однако, на этом пути постоянно возникают все новые трудности. Одной из таких трудностей является увеличение электрического сопротивления полупроводника, толщина которого уменьшается вместе с уменьшением размеров элементов.
Решению этой проблемы посвящено недавнее исследование ученых из университета штата Висконсин, нашедших способ увеличить электрическую проводимость тонких слоев кремния методом поверхностной обработки. Любопытно также, что ученые обнаружили порог влияния легирующих добавок, определяющих тип носителей заряда в полупроводниках (n или p) – при толщине слоя кремния 200 нм и менее, концентрация легирующих добавок уже не оказывает влияния на электропроводность. Вместо этого, на электропроводность начинает влиять качество поверхности.
В ходе своей работы группа ученых показала, что если очистить кремниевые наномембраны от сконцентрированных на поверхности оксидов, электропроводность возрастает в 10 раз. Чем меньше толщина мембраны, тем сильнее влияние поверхности, поэтому не удивительно, что очистка поверхности 10-нм образцов привела к увеличению электропроводности в миллион раз.
Как водится, это открытие было сделано по случайности. Группа исследователей не работала целенаправленно над увеличением электропроводности кремниевых мембран, а занималась очисткой поверхности для улучшения качества изображений, получаемых сканирующим туннельным микроскопом (СТМ).