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中科院金屬研究所二維半導(dǎo)體器件研究獲得重要突破

發(fā)表于:2024-05-31 來源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 編輯:

 中科院金屬研究所的信息顯示,在山西大學(xué)韓拯教授領(lǐng)銜下,中國科學(xué)院金屬研究所李秀艷研究員、遼寧材料實(shí)驗(yàn)室王漢文副研究員、中山大學(xué)侯仰龍教授、中國科學(xué)院大學(xué)周武教授等參與合作,提出了一種全新的基于界面耦合(理論表明量子效應(yīng)在其中起到關(guān)鍵作用)的p-摻雜二維半導(dǎo)體方法,為后摩爾時(shí)代未來二維半導(dǎo)體器件的發(fā)展提供了思路。

隨著半導(dǎo)體工藝制程不斷逼近亞納米物理極限,發(fā)展垂直架構(gòu)的多層互連CMOS邏輯電路,從而獲得三維集成技術(shù)的突破,是國際半導(dǎo)體領(lǐng)域積極探尋的新路徑之一。由于硅基晶體管制備工藝采用單晶硅表面離子注入的方式,很難實(shí)現(xiàn)在一層離子注入的單晶硅上方再次生長或轉(zhuǎn)移單晶硅。雖然可以通過三維空間連接電極、芯粒等方式提高集成度,但是關(guān)鍵的晶體管始終分布在最底層,無法獲得z方向的自由度。新材料、或顛覆性原理因此成為備受關(guān)注的重要突破點(diǎn)。

 

圖片來源:中科院金屬所

韓拯教授等研究人員提出的新方法采用界面效應(yīng)的顛覆性路線,工藝簡單、效果穩(wěn)定、并且可以有效保持二維半導(dǎo)體本征的優(yōu)異性能。進(jìn)一步,利用垂直堆疊的方式,制備了由14層范德華材料組成、包含4個(gè)晶體管的互補(bǔ)型邏輯門NAND以及SRAM等器件(如圖所示)。這一創(chuàng)新方法打破了硅基邏輯電路的底層“封印”,基于量子效應(yīng)獲得了三維(3D)垂直集成多層互補(bǔ)型晶體管電路,

該研究成果以“Van der Waals polarity-engineered 3D integration of 2D complementary logic”為題于2024年5月29日在Nature雜志在線發(fā)表。

 (來源:集微)

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