我國科學(xué)家實現(xiàn)材料突破可用于開發(fā)低功耗芯片

記者近日從中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所獲悉，該所狄增峰研究員團隊研發(fā)出面向二維集成電路的單晶氧化鋁柵介質(zhì)材料——人造藍寶石。這種材料具有卓越的絕緣性能，未來可用于開發(fā)低功耗芯片。相關(guān)成果7日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

“傳統(tǒng)的柵介質(zhì)材料在厚度減小到納米級別時，其與二維半導(dǎo)體溝道材料間的界面特性，會導(dǎo)致電流泄漏，增加芯片的能耗和發(fā)熱量。單晶柵介質(zhì)材料能形成完美界面，但通常需要較高的工藝溫度，易對二維半導(dǎo)體材料造成損傷，也難以達成理想的絕緣效果。”狄增峰說。而他們開發(fā)的單晶氧化鋁柵介質(zhì)材料，即使在厚度僅為1納米時，也能有效阻止電流泄漏。

氧化鋁為藍寶石的主要構(gòu)成材料。傳統(tǒng)氧化鋁材料通常呈無序結(jié)構(gòu)，在極薄層面上的絕緣性能不佳。團隊采用單晶金屬插層氧化技術(shù)，在室溫下精準控制氧原子一層一層地有序嵌入金屬元素的晶格中，最終得到穩(wěn)定、化學(xué)計量比準確、原子級厚度均勻的氧化鋁薄膜晶圓。

□據(jù)《科技日報》

責(zé)任編輯：鐘磊