IBM prossima a dimostrare un circuito integrato in grafene

I ricercatori di IBM presenteranno presto i risultati di un progetto che verte sulla fabbricazione di un circuito RF in grafene, e precisamente un raddoppiatore di frequenza a 2GHz, impiegando un processo di produzione CMOS-compatibile. La presentazione sarà tenuta in occasione dell'International Electron Device Meeting che avrà luogo a Washington DC dal 5 al 7 dicembre prossimi.

Il grafene, un foglio di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale, è caratterizzato da numerose proprietà che lo rendono un candidato idoneo alla ricerca nel mondo dell'elettronica e dei semiconduttori: ad esempio rispetto al silicio, l'elemento principe usato oggi per la produzione dei processori, il grafene ha una mobilità elettronica 40 volte superiore.

Le interessanti proprietà fisiche del grafene si scontrano però con una serie di problematiche nel momento in cui il carbonio viene introdotto in una tradizionale fabbrica di produzione dei "wafer" per l'industria dei semiconduttori. IBM ha portato avanti un progetto per arrivare, in prospettiva, ad una tecnologia di produzione CMOS-compatibile di wafer a 200mm di diametro, che consentiranno di aprire la strada alla realizzazione di circuiteria integrata a base di grafene.

L'ostacolo principale nella produzione di wafer con grafene è rappresentato dalla difficoltà di apporre uno strato di dielettrico sulla superficie del grafene, allo scopo di isolare il gate: IBM ha messo a punto un processo nel quale vengono dapprima definite le strutture del gate sul silicio ed in seguito trasferire gli strati di grafene utilizzando la deposizione chimica da vapore sul silicio. Dopo aver definito le aree in grafene, IBM ha potuto collegare i contatti di pozzo e sorgente per completare la struttura FET.

Secondo le informazioni rilasciate dagli organizzatori dello IDEM, con questo proceso IBM ha realizzato un duplicatore di frequenza che integra transistor FET ed elementi RF passivi, con una conversione di guadagno pari a -25db e una frequenza di output di 2GHz.