*科研人员在尖端晶体材料开发上取得突破
科普小知识2021-09-02 07:32:25
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新华社台北3月17日电(记者查叶文、武吉海)由*集成电路制造有限公司(TSMC)和新竹交通大学组成的研究团队17日在台北宣布,在单原子氮化硼的联合合成方面取得重大突破,并成功开发出大面积晶圆级单晶氮化硼生长技术。研究结果将于今年3月发表在国际知名学术期刊《自然》上。
新竹交通大学教授、研究团队负责人之一张文浩表示,为了提高半导体硅片的效率,集成电路中的电子晶体尺寸一直在不断缩小,传统半导体材料的物理极限即将达到。因此,世界各地的科学家都在不断探索新材料来解决这一瓶颈。厚度仅为0.7纳米(1纳米等于十亿分之一米)的二维原子层半导体材料是目前已知的解决晶体管小型化瓶颈的方法之一。
然而,二维半导体只有原子层厚度,因此如何使电子在内部转移而不受邻近材料的干扰成为一项重要的关键技术。单原子层的氮化硼只有一个原子厚度,是目前自然界中最薄的绝缘层,也是一种重要的材料,已被证明能有效地阻挡二维半导体不受邻近材料的干扰。过去,不可能在晶片上合成高质量的单原子氮化硼。
据报道,该联合研究计划由TSMC的李连仲博士和张文浩领导,论文的主要作者是TSMC的陈泽恩博士。这一成果成功实现了晶片尺寸的单原子层氮化硼,并与二维半导体相结合,显示出优异的晶体管特性。
该计划成功的关键在于研究团队从基础科学的角度寻找氮化硼分子沉积在铜晶体表面的物理机制,从而实现晶片尺寸单晶氮化硼的生长技术。这种技术的难度相当于在整个地球表面上每隔不到0.5米就安排一个人。
据报道,TSMC与新竹交通大学联合发表的研究成果,是*产业界与大学首次在国际知名学术期刊《自然》上进行合作,这对业界与大学联合开展基础研究具有借鉴意义。