半金屬鉍橫空出世，將助力臺(tái)積電向1nm邁進(jìn)
發(fā)布時(shí)間：2021-05-19 10:25
在IBM 剛剛官宣研發(fā)成功2nm芯片不久，臺(tái)積電也有了新的動(dòng)作！臺(tái)灣大學(xué)、臺(tái)積電與麻省理工學(xué)院共同發(fā)表研究成果，首度提出利用半金屬鉍（Bi）作為二維材料的接觸電極，可大幅降低電阻并提高電流，使其效能幾與硅一致，有助實(shí)現(xiàn)未來(lái)半導(dǎo)體1nm的制程。據(jù)悉，這項(xiàng)研究已在《Nature》期刊公開發(fā)布。
此項(xiàng)技術(shù)融合了多方智慧的結(jié)晶。據(jù)悉，美國(guó)麻省理工團(tuán)隊(duì)首先發(fā)現(xiàn)在二維材料上搭配半金屬鉍（Bi）的電極，能大幅降低電阻并提高傳輸電流。隨后臺(tái)積電技術(shù)研究部門將鉍（Bi）沉積制程進(jìn)行優(yōu)化，臺(tái)灣大學(xué)團(tuán)隊(duì)并運(yùn)用氦離子束微影系統(tǒng)將元件通道成功縮小至納米尺寸，最終這項(xiàng)研究成果獲得了突破性的進(jìn)展。
臺(tái)灣大學(xué)在14日指出，目前，半導(dǎo)體主流制程主要采用硅作為主流材料。然而，隨著摩爾定律不斷延伸，芯片制程不斷縮小，芯片單位面積能容納的電晶體數(shù)目，也將逼近半導(dǎo)體主流材料硅的物理極限，芯片的性能也很難再進(jìn)一步提升。盡管一直以來(lái)科學(xué)界對(duì)二維材料寄予厚望，卻苦于無(wú)法解決二維材料高電阻、及低電流等問(wèn)題，以至于取代硅成為新興半導(dǎo)體材料一事，始終是空中樓閣?？梢?jiàn)，此次利用半金屬鉍（Bi）作為二維材料的接觸電極可謂是邁向1nm甚至更先進(jìn)制程的關(guān)鍵一步
對(duì)此，復(fù)旦大學(xué)教授周鵬認(rèn)為，此項(xiàng)技術(shù)的突破，也給我國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展帶來(lái)了新的思路?！斑@項(xiàng)新技術(shù)的突破，將解決二維半導(dǎo)體進(jìn)入產(chǎn)業(yè)界的主要問(wèn)題，是集成電路能在后摩爾時(shí)代繼續(xù)前進(jìn)的重要技術(shù)。二維半導(dǎo)體已被國(guó)際主要前沿集成電路研發(fā)機(jī)構(gòu)重金投入，不管是在工藝突破還是新器件結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)制造方面，我國(guó)都處于同等位置，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，補(bǔ)足短板，在新一代集成電路關(guān)鍵技術(shù)上與國(guó)際機(jī)構(gòu)形成競(jìng)爭(zhēng)互補(bǔ)關(guān)系?！敝荠i向《中國(guó)電子報(bào)》記者說(shuō)道。
隨著芯片制程的不斷延伸，每突破一步都是非常困難，在未來(lái)1nm甚至1nm以下的工藝中，如何能夠把控好性能與功耗之間的平衡是目前需要突破的一大技術(shù)瓶頸。對(duì)此，周鵬認(rèn)為，在未來(lái)性能與功耗平衡上，此次二維半導(dǎo)體的接觸電極技術(shù)的突破，將推動(dòng)高性能低功耗CPU及存儲(chǔ)器的發(fā)展。未來(lái)，在關(guān)鍵工藝上實(shí)現(xiàn)碳硅融合也將是我國(guó)取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要砝碼。
（文章來(lái)源：中國(guó)電子報(bào)）