台积电和麻省理工宣布:1纳米芯片技术研究取得重大突破

中国台湾台积电和美国麻省理工学院的研究人员发表联合论文,宣布可以使用非硅材料制造单层1纳米晶体管。

现在,基于硅的半导体工艺接近5纳米和3纳米节点,芯片上的晶体管数量也接近物理极限。

台积电和麻省理工宣布:1纳米芯片技术研究取得重大突破-时光屋

目前的芯片制造一直使用2011年由英特尔开发的三栅极3D晶体管技术,这种革命性的技术极大提高了晶体管的密度,缩小了芯片的尺寸,并降低了制造成本。

但是,三栅极3D晶体管工艺非常复杂,在迈向更低制程的道路上越来越力不从心。

而台积电和麻省理工的这种新技术能够允许芯片制造商们回归传统的2D晶体管制造。该材料不是硅材料,而是一种半金属铋和半导体单层过渡金属二硫代双金属间的化合物,小到原子级,它能够解决2D晶体管工艺中出现的金属诱导间隙状态问题,如不解决,这一问题会导致高的接触电阻和电流输送差能量势垒能力。

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利用新材料,研究人员在单层二硫化钼(MoS 2)上实现了零肖特基势垒,接触电阻为123欧姆微米,通态电流密度为1135微安/微米。这两个值分别是迄今为止的最低和最高值。

研究人员还还证明,除了二硫化钼,二硫化钨(WS 2)和二硒化钨(WSe 2)等半导体材料均能实现低电阻欧姆接触。

这项技术是芯片制造的一项巨大技术突破。它是对二维半导体制造工艺的实质性改进,并接近1纳米芯片工艺制造的量子极限,可以媲美三维半导体晶体管工艺,从而可以进一步缩小晶体管尺寸,并继续让摩尔定律有效下去。

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