研究人员正在打破迅速提高芯片密度的障碍。
你可以设想尝试把晶体管变小,直到最薄的部分变成原子厚,以维持摩尔定律。 不幸的是,硅不会做出这样的反应。 为了使它具有半导体性,它需要三维空间。
但是,具有半导体功能的一类二维材料。 一些最大的芯片制造商和研究机构的最新发现表明,如果硅达到极限,这些2D半导体可能是一个可行的替代品。
本周在旧金山举行的IEEE国际电子器件会议上,英特尔、斯坦福和台积电的研究人员分别提出了解决二维晶体管生产中最麻烦的障碍之一——半导体与金属接触点电阻急剧上升的独特解决方案。
Imec工程师展示了未来二维晶体管的潜在尺寸,以及它们如何为商业级生产程序铺平道路。 此外,北京和武汉的科学家还制作了最尖端的硅器件的2D复制品。
斯坦福大学的电气工程学教授克里希纳·萨拉斯瓦特(Krishna Saraswat)表示:”硅已经达到了极限”,”虽然有些人认为摩尔定律不再有效,但我不同意。 通过进入第三维度,摩尔定律可以继续下去。
据与斯坦福大学学者埃里克·波普(Eric Pop)和H.-S.一起研究3D电路的Saraswat说。 黄飞鸿,你需要二维半导体或者类似的东西。二维半导体可以分成好几层,因为它们可以缩放成小尺寸和相对较低的加工温度。
二维半导体是一组被称为过渡金属二卤化物的一类物质。 研究最多的就是二硫化钼。 另一种类似的二维材料,二硫化钨,可能传导电子的速度比硫化钼快。 然而,在英特尔测试中,MoS2技术优于其他设备。
台积电公司低维研究部经理王汉指出,目标是利用半金属作为接触材料,降低半导体与接触器的能量屏障。 半金属,如锑,是具有零带隙的物质,其作用就像是在金属和半导体的交点。
由于其产生的肖特基势垒极低,台积电和英特尔设备都具有较低的电阻。
铋是台积电以前合作过的另一种半金属。 但是它的熔点太低了。 由于锑的热稳定性有所改善,现有的芯片制造技术将能更有效地配合锑,从而在芯片制造的最后阶段带来更持久的产品和更大的灵活性。
在2D半导体大量生产之前,还有更多的工作要做,但考虑到接触电阻的进步和最近试验所证明的潜力,研究者们持乐观态度。