Un transistor en oxyde de gallium

NCIT (l’institut national japonais des technologies de l’information et la télécommunication) a annoncé ce mois-ci avoir développé et testé le premier transistor utilisant un oxyde de gallium (Ga₂O₃). Il est prometteur selon les chercheurs qui travaillent sur un modèle consommant peu d’énergie et coutant moins cher. Les travaux ont été publiés en ligne sur le site Applied Physics Letter.

[h=4]Un nouveau transistor en oxyde de gallium[/h] Le transistor en silicium n’est pas près d’être remplacé de si tôt. On trouve ce genre de matériau en abondance, il est très peu cher, et ses performances restent excellentes. Néanmoins, les scientifiques cherchent une solution à certains de ses problèmes, comme la consommation. De nombreux travaux dans ce domaine portent sur l’utilisation d’un carbure de silicium (cf. « Avancée majeure : IBM signe le premier die en graphène ») ou d’un nitrure de gallium (cf. « Un processeur au nitrure de gallium »).

Aujourd’hui, les chercheurs japonais proposent une alternative intéressante. Pour la première au monde, ils présentent un transistor disposant d’un canal de 300 nm dopé à l’oxyde de gallium et une grille en platine, titane et aluminium. La source et le drain sont en titane et aluminium.

[h=4]Des performances prometteuses[/h] Ce transistor dispose d’une bande interdite (ou gap) assez large. Très schématiquement, cela signifie qu’il y a une marge importante entre l’état on qui laisse passer le courant et l’état off, offrant ainsi de très bonnes performances. Concrètement, il dispose d'un courant de fuite de quelques µA/mm, ce qui est intéressant pour un prototype. Ce n’est pas encore du niveau des prochains transistors 3D d’Intel qui tournent autour de 70 nA/mm, mais c’est un bon début, surtout si le transistor est intégré dans des structures moins complexes qu'un processeur x86. Les premières expériences montrent qu’il s’agit aussi d’une structure déjà relativement fiable.

Reste la question de la fabrication en masse. Tout d’abord, il faut que les performances soient équivalentes ou meilleures que celles des transistors déjà sur le marché pour justifier l’investissement. De plus, si sa fabrication demande des outils connus qui sont présents dans les usines, les méthodes ne sont pas les mêmes. Néanmoins, l’idée n’est pas de remplacer le silicium immédiatement, mais de penser déjà à une sortie de secours, lorsqu’un jour, dans un futur relativement lointain, nous aurons atteint les limites des transistors en silicium et qu’il faudra trouver un matériau différent.