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我国科学家开发出“人造蓝宝石”！ [复制链接] 查看:309回复:2

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发表于 2024-08-09 06:38 |只看楼主 鲜花：表示此帖子不错。0朵  臭鸡蛋：此帖子不好。0 个
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新华社2024年08月08日 21:28 北京


我国科学家开发出面向新型芯片的绝缘材料

作为组成芯片的基本元件，晶体管的尺寸随着芯片缩小不断接近物理极限，其中发挥着绝缘作用的栅介质材料十分关键。中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员狄增峰团队开发出面向二维集成电路的单晶氧化铝栅介质材料——人造蓝宝石，这种材料具有卓越的绝缘性能，即使在厚度仅为1纳米时，也能有效阻止电流泄漏。相关成果8月7日发表于国际学术期刊《自然》。


中国科学院上海微系统与信息技术研究所成果登上《自然》。（海报由受访团队提供）

“二维集成电路是一种新型芯片，用厚度仅为1个或几个原子层的二维半导体材料构建，有望突破传统芯片的物理极限。但由于缺少与之匹配的高质量栅介质材料，其实际性能与理论相比尚存较大差异。”中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员狄增峰说。

狄增峰表示，传统的栅介质材料在厚度减小到纳米级别时，绝缘性能会下降，进而导致电流泄漏，增加芯片的能耗和发热量。为应对该难题，团队创新开发出原位插层氧化技术。

“原位插层氧化技术的核心在于精准控制氧原子一层一层有序嵌入金属元素的晶格中。”中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员田子傲说，“传统氧化铝材料通常呈无序结构，这会导致其在极薄层面上的绝缘性能大幅下降。”


氧化铝薄膜晶圆。（受访团队供图）

具体来看，团队首先以锗基石墨烯晶圆作为预沉积衬底生长单晶金属铝，利用石墨烯与单晶金属铝之间较弱的范德华作用力，实现4英寸单晶金属铝晶圆无损剥离，剥离后单晶金属铝表面呈现无缺陷的原子级平整。随后，在极低的氧气氛围下，氧原子逐层嵌入单晶金属铝表面的晶格中，最终得到稳定、化学计量比准确、原子级厚度均匀的氧化铝薄膜晶圆。

狄增峰介绍，团队成功以单晶氧化铝为栅介质材料制备出低功耗的晶体管阵列，晶体管阵列具有良好的性能一致性。晶体管的击穿场强、栅漏电流、界面态密度等指标均满足国际器件与系统路线图对未来低功耗芯片的要求，有望启发业界发展新一代栅介质材料。J*×½âQ†¬5bbs.lianzhong.comÕ?öŚ+¾U
本主题由 管理员 0151 于 2024/8/9 20:57:32 执行 首页推送 操作
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詩卉

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发表于 2024-08-09 10:49 |只看该用户 鲜花：表示此帖子不错。0朵  臭鸡蛋：此帖子不好。0 个

祝贺我国科学家开发出面向新型芯片的绝缘材料！J*×½âQ†¬5bbs.lianzhong.comÕ?öŚ+¾U


低 调 做 人， 高 调 做 事 ！
用最初的心，做永远的事！
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烟花三月

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发表于 2024-08-09 17:13 |只看该用户 鲜花：表示此帖子不错。0朵  臭鸡蛋：此帖子不好。0 个

国产人造蓝宝石晶圆，以后手机可以当传家宝了J*×½âQ†¬5bbs.lianzhong.comÕ?öŚ+¾U
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