一台微波炉成2nm芯片制造关键

科学家改造的家用微波炉有助于制造下一代手机、电脑和其他电子产品。已经证明本发明克服了半导体工业面临的主要挑战。

相关研究成果ldquo通过微波退火对掺杂磷超过其溶解度极限的纳米片硅进行有效和稳定的激活:发表在科学杂志《应用物理快报》上。康奈尔大学材料科学与工程系教授James Hwang是修订论文的通讯作者之一。

随着芯片尺寸变得越来越小，为了产生所需的电流，硅必须掺杂或混合更高浓度的磷。现在的半导体厂商都面临着一个临界极限，那就是用传统的方法加热高掺杂材料已经无法生产出性能稳定的半导体。

半导体制造商TSMC认为，微波理论上可以用来激活多余的掺杂剂。但是，就像家用微波炉有时加热食物不均匀一样，以前的微波退火装置经常会产生ldquoRdquo(驻波)，从而阻止掺杂剂的一致激活。

图|电子显微镜下的芯片

因此，TSMC与黄合作，通过改进的微波炉有选择地控制驻波的位置，使掺杂剂被适当地激活，而不会过热或损坏硅晶体。

对此，黄说:ldquo这一发现可用于制造2025年左右生产的半导体材料和电子产品。rdquo

连黄都说:ldquo目前只有少数企业在生产3 nm半导体材料。这种新的微波方法可能使TSMC和三星等芯片制造商将其尺寸缩小到2纳米。rdquo

图|改装微波炉旁的黄哲伦(James Hwang)。

据报道，这一突破可能会改变芯片中使用的晶体管的几何形状。

20多年来，为了保证每个芯片上能装载更多的晶体管，晶体管被做得像背鳍一样直立。

近年来，芯片制造商已经开始试验一种新的结构，其中晶体管可以水平堆叠。微波退火使更多的掺杂材料成为可能，这是实现新结构的关键。

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