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工程师为微型晶体管开发新的集成路线

2022/9/9 10:09:42      材料来源:化合物半导体

新南威尔士大学悉尼研究小组展示了高κ钙钛矿膜如何作为二维晶体管的绝缘体
 
新南威尔士大学悉尼分校的研究人员开发了一种微小、透明和柔性的材料,用作晶体管中的新型电介质(绝缘体)组件。
 
最近发表在《自然》杂志上的研究“高κ钙钛矿膜作为二维晶体管的绝缘体”表明大规模生产2D场效应晶体管的潜力。
 
这种新材料有助于克服纳米硅半导体生产的挑战,实现可靠的电容(电荷存储)和高效的开关行为。
 
在这项研究中,新南威尔士大学悉尼分校材料与制造未来研究所(MMFI)的工程师使用独立的单晶钛酸锶(STO)膜作为栅极电介质制造了透明场效应晶体管。他们发现他们的新型微型器件可与当前硅半导体场效应晶体管的性能相媲美。
 
该论文的主要作者Jing-Kai Huang博士说:“这项工作的关键创新在于,我们将传统的3D块状材料转化为准2D形式,而不会降低其性能。这意味着它可以像乐高积木一样,与其他材料自由组装,为各种新兴和未发现的应用创造高性能晶体管。”
 
“制造器件涉及不同领域的人。通过MMFI,我们与2D电子器件领域以及半导体行业的专家学者建立了联系,”该论文的合著者Ji Zhang说。
 
“第一个项目是制造独立STO并研究其电性能。随着项目的进展,它演变为使用独立STO制造2D晶体管。在MMFI建立的平台的帮助下,我们能够共同完成该项目。”
 
该团队目前正致力于晶圆规模生产。换句话说,他们希望看到这种材料是否可以用于在一个芯片上构建整个计算机的所有电路。
 
“收集了大量数据集来支持这些2D电子器件的性能,表明该技术有望用于大规模晶片生产和工业应用,”该论文的另一位合著者Junjie Shi说。
 
“实现这一目标将使我们能够制造更复杂的电路,其密度更接近商业产品。这是使我们的技术接触到人们的关键一步,”该论文的主要作者Jing-Kai Huang说。
 
研究人员还表示,他们的开发是迈向电子和本地制造弹性新时代的一个有希望的步骤。
 
“从地缘政治的变化和疫情来看,我们看到了全球半导体供应链的更多破坏,我们相信这也是澳大利亚在不久的将来加入并利用我们独特的技术加强这一供应链的机会,”Huang说。
 

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目前,该技术受到两项澳大利亚临时专利申请的保护,MMFI和新南威尔士州正寻求将知识产权商业化并推向市场。
 

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