芯片上“长”出原子级薄晶体管
来源: 科技日报 作者: 发布时间: 2023-05-04

科技日报北京5月3日电 (记者张佳欣)美国麻省理工学院一个跨学科团队开发出一种低温生长工艺,可直接在硅芯片上有效且高效地“生长”二维(2D)过渡金属二硫化物(TMD)材料层,以实现更密集的集成。这项技术可能会让芯片密度更高、功能更强大。相关论文发表在最新一期《自然·纳米技术》杂志上。

这项技术绕过了之前与高温和材料传输缺陷相关的问题,缩短了生长时间,并允许在较大的8英寸晶圆上形成均匀的层,这使其成为商业应用的理想选择。

新兴的人工智能应用,如产生人类语言的聊天机器人,需要更密集、更强大的计算机芯片。但半导体芯片传统上是用块状材料制造的,这种材料是方形的三维(3D)结构,因此堆叠多层晶体管以实现更密集的集成非常困难。然而,由超薄2D材料制成的晶体管,每个只有大约三个原子的厚度,堆叠起来可制造更强大的芯片。

让2D材料直接在硅片上生长是一个重大挑战,因为这一过程通常需要大约600℃的高温,而硅晶体管和电路在加热到400℃以上时可能会损坏。新开发的低温生长过程则不会损坏芯片。

过去,研究人员在其他地方培育2D材料后,再将它们转移到芯片或晶片上。这往往会导致缺陷,影响最终器件和电路的性能。此外,在晶片规模上顺利转移材料也极其困难。相比之下,这种新工艺可在8英寸晶片上生长出一层光滑、高度均匀的层。

这项新技术还能显著减少“种植”这些材料所需的时间。以前的方法需要一天多的时间才能生长出一层2D材料,而新方法可在不到一小时内在8英寸晶片上生长出均匀的TMD材料层。

研究人员表示,他们所做的就像建造一座多层建筑。传统情况下,只有一层楼无法容纳很多人。但有了更多楼层,这座建筑将容纳更多的人。得益于他们正在研究的异质集成,有了硅作为第一层,他们就可在顶部直接集成许多层的2D材料。

地方动态

中国信息协会第四届信息技术服务业应用技能大赛新闻发布会在京召开

务虚求实定思路 凝心聚力谋新篇|中国信息协会召开分支机构工作座谈会

《中国城市产业营商环境发展报告2022》正式发布

2023年第十七届iCAN大学生创新创业大赛全国总决赛在北京奥林匹克塔成功举行

  • 协会要闻
  • 通知公告