芯片上“長”出原子級薄晶體管
科技日報北京5月3日電 (記者張佳欣)美國麻省理工學院一個跨學科團隊開發出一種低溫生長工藝,可直接在矽芯片上有效且高效地“生長”二維(2D)過渡金屬二硫化物(TMD)材料層,以實現更密集的集成。這項技術可能會讓芯片密度更高、功能更強大。相關論文發表在最新一期《自然·納米技術》雜誌上。
這項技術繞過了之前與高溫和材料傳輸缺陷相關的問題,縮短了生長時間,並允許在較大的8英寸晶圓上形成均勻的層,這使其成為商業應用的理想選擇。
新興的人工智能應用,如產生人類語言的聊天機器人,需要更密集、更強大的計算機芯片。但半導體芯片傳統上是用塊狀材料製造的,這種材料是方形的三維(3D)結構,因此堆疊多層晶體管以實現更密集的集成非常困難。然而,由超薄2D材料製成的晶體管,每個隻有大約三個原子的厚度,堆疊起來可製造更強大的芯片。
讓2D材料直接在矽片上生長是一個重大挑戰,因為這一過程通常需要大約600℃的高溫,而矽晶體管和電路在加熱到400℃以上時可能會損壞。新開發的低溫生長過程則不會損壞芯片。
過去,研究人員在其他地方培育2Dcailiaohou,zaijiangtamenzhuanyidaoxinpianhuojingpianshang。zhewangwanghuidaozhiquexian,yingxiangzuizhongqijianhedianludexingneng。ciwai,zaijingpianguimoshangshunlizhuanyicailiaoyejiqikunnan。xiangbizhixia,zhezhongxingongyikezai8英寸晶片上生長出一層光滑、高度均勻的層。
這項新技術還能顯著減少“種植”這些材料所需的時間。以前的方法需要一天多的時間才能生長出一層2D材料,而新方法可在不到一小時內在8英寸晶片上生長出均勻的TMD材料層。
研yan究jiu人ren員yuan表biao示shi,他ta們men所suo做zuo的de就jiu像xiang建jian造zao一yi座zuo多duo層ceng建jian築zhu。傳chuan統tong情qing況kuang下xia,隻zhi有you一yi層ceng樓lou無wu法fa容rong納na很hen多duo人ren。但dan有you了le更geng多duo樓lou層ceng,這zhe座zuo建jian築zhu將jiang容rong納na更geng多duo的de人ren。得de益yi於yu他ta們men正zheng在zai研yan究jiu的de異yi質zhi集ji成cheng,有you了le矽gui作zuo為wei第di一yi層ceng,他ta們men就jiu可ke在zai頂ding部bu直zhi接jie集ji成cheng許xu多duo層ceng的de2D材料。
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