超潔凈的制造平臺(tái)可生產(chǎn)近乎完美的2D晶體管
一個(gè)近乎完美的晶體管是由2D材料疊加而成的,且只有兩個(gè)原子厚的半導(dǎo)體層。2D材料具有推動(dòng)半導(dǎo)體發(fā)展的潛力,但制造具有良好電接觸和穩(wěn)定性能的2D器件是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。 哥倫比亞工程公司(Columbia Engineering)的研究人員表示稱(chēng),與采用傳統(tǒng)工藝制造的2D半導(dǎo)體相比他們的方法對(duì)性能做出了極大改變,更重要的是,未來(lái)可以創(chuàng)建超潔凈設(shè)備提供可擴(kuò)展的平臺(tái)。 電氣工程助理教授James Teherani說(shuō):“用2D材料制作設(shè)備是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,設(shè)備在不同的運(yùn)行環(huán)境中差別很大而且經(jīng)常會(huì)快速降級(jí),以至于在您測(cè)量它們時(shí),會(huì)看到性能的下降! 該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)兩步驟的超清潔納米制造過(guò)程,將“混亂”的制造步驟(包括“骯臟”的金屬化、化學(xué)物質(zhì)和用于與器件形成電氣連接的聚合物)與有源半導(dǎo)體層分離開(kāi)來(lái)。一旦他們完成了混亂的制造,他們可以拿起觸點(diǎn)并把它們轉(zhuǎn)移到干凈的有源器件層保持兩層的完整性。 ![]() 阿西特(Assit)教授Teherani說(shuō):“這些半導(dǎo)體的薄度是福也是禍。雖然薄度允許它們透明并且可以拾取并放置在任何你想要的地方,這也意味著它幾乎零體積,設(shè)備幾乎完全是表面的。正因?yàn)槿绱耍魏伪砻嫖酃富蛭廴径紩?huì)使設(shè)備退化。” 目前,大多數(shù)設(shè)備沒(méi)有封裝一層保護(hù)表面和接觸在制造過(guò)程中免受污染。該團(tuán)隊(duì)表明,他們的方法現(xiàn)在不僅可以保護(hù)半導(dǎo)體層,使其不會(huì)隨著時(shí)間的推移而出現(xiàn)性能下降,而且還可以產(chǎn)生高性能器件。該團(tuán)隊(duì)使用嵌入絕緣六方氮化硼(h-BN)中的金屬轉(zhuǎn)移觸點(diǎn),然后將接觸層干式轉(zhuǎn)移到2D半導(dǎo)體上,2D半導(dǎo)體在氮?dú)馐痔紫鋬?nèi)保持原始狀態(tài)。該過(guò)程防止直接金屬化引起的損壞,同時(shí)提供封裝以保護(hù)器件。 據(jù)了解,研究人員對(duì)此近日已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一個(gè)穩(wěn)定可循環(huán)的過(guò)程,他們正在利用該平臺(tái)制造出能夠從實(shí)驗(yàn)室移出實(shí)際工程問(wèn)題的設(shè)備。 |