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2019-07-30 13:09 |
氟化物超薄晶體管可能使半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)摩爾定律得以延續(xù)
日本采取對(duì)韓出口限制措施后，韓國(guó)國(guó)內(nèi)正積極尋求日本氟化氫替代方案。三星電子與SK海力士等半導(dǎo)體公司緊急派遣采購小組以尋找氟化氫廠商。除了海外企業(yè)外，也努力尋求本土企業(yè)以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)國(guó)家多元化。 un|+YqLf
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近些年，因?yàn)楣に嚨南拗�，和晶體管尺寸有關(guān)的摩爾定律也越來越多質(zhì)疑會(huì)被打破。不過現(xiàn)在，奧地利的研究人員正在研究半導(dǎo)體領(lǐng)域下一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：他們的突破很可能為晶體管結(jié)構(gòu)進(jìn)一步縮小打開大門。 ]CyWL6 z
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幾十年來，微芯片中的晶體管變得越來越小。大約每?jī)赡�，商用芯片上的晶體管數(shù)量可能翻一倍——這種現(xiàn)象也被稱為“摩爾定律”。但是近些年，這一定律再?zèng)]有見證新的提升，因?yàn)樾⌒突瘞缀踹_(dá)到自然極限，在目前研究的幾納米范圍內(nèi)，人們所面臨的已經(jīng)是一個(gè)全新的問題了。 ,lSt}Lml
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不過，現(xiàn)在出現(xiàn)了一種可能實(shí)現(xiàn)晶體管尺寸進(jìn)一步縮小的新方法——使用原子厚度的二維（2D）材料。借助由氟化鈣制成的新型絕緣層，維也納技術(shù)大學(xué)（TU）現(xiàn)已成功制作出一種超薄的晶體管。與之前的技術(shù)相比，這種技術(shù)制成的晶體管具有更為優(yōu)異電氣性能，同時(shí)也因?yàn)楹穸缺《蟠蟮販p小了尺寸。 Nzj7e 1=
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近年來，科學(xué)界對(duì)晶體管制造所需半導(dǎo)體材料的研究取得了很大進(jìn)展。與此同時(shí)，超薄半導(dǎo)體逐漸也可以只用幾個(gè)原子層厚的2D材料來制造。不過，這些都還不足以用來制造那種尺寸非常小的晶體管�！盀榱酥圃爝@種非常小的晶體管，除了需要制造出超薄半導(dǎo)體外，還需要制造出一種超薄絕緣體，”維也納技術(shù)大學(xué)微電子研究所的Tibor Grasser教授解釋道。 \/,54c2
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這可以用晶體管基本結(jié)構(gòu)來解釋：晶體管結(jié)構(gòu)上包括源極、柵極和漏極，源極和漏極間要產(chǎn)生電流，則需要在中間的柵極和襯底間施加電壓以形成電場(chǎng)，這里為了能在施加電壓后形成電場(chǎng)，柵極和半導(dǎo)體襯底之間就需要一層絕緣層�！澳壳把芯款I(lǐng)域一直在嘗試的晶體管實(shí)驗(yàn)，都是基于超薄半導(dǎo)體搭配普通厚度的絕緣層，”Grasser解釋道，“但是這樣做并沒有什么優(yōu)勢(shì)——首先，晶體管會(huì)因?yàn)楹衅胀ê穸鹊慕^緣層而呈現(xiàn)很大的尺寸，這樣就沒辦法談小型化了；第二點(diǎn)也很明顯，那就是半導(dǎo)體本來就很敏感的電子特性會(huì)受到這種絕緣層表面的干擾�！� 2ILM f?}
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針對(duì)這種情況，Grasser團(tuán)隊(duì)的博士后Yury Illarionov采用了一種新穎的方法：“如果我們既明確定義半導(dǎo)體襯底面，同時(shí)又明確定義絕緣層面（比如離子晶體），那么就可以制作出一種尺寸只有幾納米的晶體管。這種晶體管的電學(xué)特性還會(huì)得到改善，因?yàn)殡x子晶體具有完全規(guī)則的表面，而這樣的表面不會(huì)出現(xiàn)可能干擾電場(chǎng)的單個(gè)突出原子�！皞鹘y(tǒng)材料在第三維度（即垂直方向）上具有共價(jià)鍵，比如一些原子通過其底部和頂部的共價(jià)鍵和相鄰材料的原子結(jié)合，”Grasser解釋說，“而2D材料和離子晶體的情況就與此不同，因此它們不會(huì)影響相鄰材料的電學(xué)性能。”
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