湖南大学的成果:芯片工艺至1nm以下,还不需要高精度光刻机?

芯片是由晶体管组成的,同样的面积之下,晶体管越密集,意味着芯片工艺越先进,所以每一代的芯片工艺提升,都是以缩短晶体管导电沟道的长度为目标的(www.chengui.com.cn)。

这个晶体管导电沟道的长度,简称沟道长度,也就是指芯片的工艺,比如沟道长度为5nm,代表着芯片是5nm芯片。

而为了缩短这个沟道长度,就需要高精度的光刻机,光刻机精度越高,越能够让沟道长度变短。

但不可否认的是,由于目前的晶体管基本上都是平行型结构(晶体管之间是平行摆放的),当芯片达到3nm工艺时,要缩短沟道长度越来越难,因为会带来严重的短沟道效应,同时对光刻机的精度也是要求太高了。

所以后来,科学家们研究另外一种晶体管结构,就是垂直型结构(晶体管之间是垂直摆放的),垂直型晶体管的沟道长度,仅由材料厚度决定,这样可在大幅度的缩短沟道长度,从而使晶体管更密集,实现更先进的工艺,并且不用依赖于传统的高精度光刻技术。

但这种垂直型晶体管,理论很美好,现实却很严峻,因为金属-半导体间之间会形成非常不理想的接触界面,从而破坏整个器件的沟道,增加垂直隧穿电流,使器件不受栅极调控。

但在近日,湖南大学的研究团队,采用低能量的范德华电极集成方式,实现了以二硫化钼作为半导体沟道的薄层甚至单原子层的短沟道垂直器件,减小了隧穿电流,使得这种垂直晶体管技术,进入到了一个新的阶段。

在测试中,垂直型晶体管在实现0.65nm的沟道长度的同时,同样保持着较好的特性,也就意味着芯片工艺,能够进入到1nm级别。

更重要的是,由于与平行型晶体管不同,这种垂直型晶体管技术,能够不依赖高精度光刻技术和刻蚀技术的限制,就可以生产出高制程的芯片来。

目前相关论文已发表在《自然·电子学》(Nature Electronics)杂志上,湖南大学的官网上也有相关的详细报道。

不过,大家也先别太激动,目前这还只是研究,真正用到工厂生产,可能还需要很长一段时间,但也别吐槽,任何技术的量产,都是先有理论研究的,没有理论研究,哪来的量产。

主营产品:绝缘带、绝缘胶带,包装胶带,工业胶带,双面胶带,文具胶带, 示胶带,轻工日用品,捆扎机