《Nature》头条!石墨烯化身“复印机”种植半导体器件
作者:鸭脖娱乐app官方下载 发布时间:2021-02-16 11:19
本文摘要:晶圆是半导体领域的关键原材料二零一六年,全世界半导体销售市场销售总额超出历史时间最高处,约3390亿美金。在其中,半导体领域在全世界范畴内消費了约72亿美金用以微电子元器件基钢板的晶圆,晶圆能够转换变成晶体三极管,发光二极管和别的电子器件和光量子元器件,是半导体领域的关键原材料。麻省理工大学技术工程师产品研发出有一种新技术应用能够大幅度降低生产制造晶圆的整体成本费,在这个基础上,将来的半导体元器件有可能由比传统式的光伏材料性能更优、无法比拟的非硅半导体材料制成。

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晶圆是半导体领域的关键原材料二零一六年,全世界半导体销售市场销售总额超出历史时间最高处,约3390亿美金。在其中,半导体领域在全世界范畴内消費了约72亿美金用以微电子元器件基钢板的晶圆,晶圆能够转换变成晶体三极管,发光二极管和别的电子器件和光量子元器件,是半导体领域的关键原材料。麻省理工大学技术工程师产品研发出有一种新技术应用能够大幅度降低生产制造晶圆的整体成本费,在这个基础上,将来的半导体元器件有可能由比传统式的光伏材料性能更优、无法比拟的非硅半导体材料制成。

该成效公布发布在了今日的《Nature》上。该新技术应用用以单面氧原子原材料石墨烯做为一种“打印机”,将简易的结晶图案设计从下边的半导体晶圆移往到完全一致原材料的高层。技术工程师们原著了精确操控的程序流程,将片式石墨烯放进划算的晶圆上,随后,在石墨烯层上生长发育半导体材料。她们寻找,石墨烯充裕厚到使其看起来不由此可见,能够从高层利用石墨烯看到最底层的晶圆,进而也不受石墨烯的危害而包装印刷图案设计。

另外,石墨烯也不足“湿”,不更非常容易粘附到别的原材料上,促使技术工程师必须在其构造被包装印刷以后从晶圆上比较简单地挤压成型石墨烯上边的半导体层。麻省理工管理科学与工程学院终身教授JeehwanKim答复,在传统式的半导体加工过程中,一旦其结晶体图案设计被蚀刻加工,就不容易十分牢固与半导体材料结合,彻底不有可能分离开而不损坏双层。“你最终迫不得已英勇献身晶圆”Kim讲到。

Kim答复,应用此项新技术应用,生产商现在可以用以石墨烯做为内层,能够复制团,随后将复制的膜从晶圆上挤压成型出来,晶圆还能够不断利用。Kim答复,除开节约晶圆的成本费外,还为探索更为多其他类型的半导体材料创设了机遇。Kim答复:“业内依然果断用以单晶硅片,虽然有更为多的性能更优的半导体材料面世例如磷化铟、氮化镓和磷化镓等,但与光伏材料相比昂贵成本费预料没法规模性商业化的。

此项技术性的面世,促使我们可以依据性能来随意选择半导体材料,而必须遭受成本费的牵制。自04年石墨烯被寻找至今,科学研究工作人员依然在科学研究其非凡的电力学性能,期待利用它提高电子产品的性能。石墨烯是一种十分好的电导体,由于电子器件彻底能够没防碍地流到石墨烯。

因而,科学研究工作人员依然着眼于寻找使石墨烯做为便宜的高性能半导体材料的方式。“大家依然期待能够利用石墨烯生产制造快速的电子元器件,”Kim讲到。“但事实上,生产制造好的石墨烯晶体三极管了解难以。

”为了更好地使晶体三极管工作中,其原料必不可少必须合上和再开电子流,以造成1和0的方式,指令机器设备怎样执行一组推算出来。可是,难以劝阻电子器件根据石墨烯的流动性,因此 石墨烯做为电导体性能非常好,可是做为半导体性能很差。

Kim的工作组应用了一种全新升级的构思在半导体中用以石墨烯,科学研究工作人员依然专心致志于石墨烯的电特点,只是科学研究了石墨烯原材料的机械设备特点。Kim讲到:“大家对石墨烯有抵触的信心,因为它是一种十分强悍的纤薄原材料,而且在水平方向上在分子中间组成十分强悍的化学键。

“有趣的是,它具有十分太弱的分子间作用力,这促使石墨烯的表层很湿。复制和挤压成型该精英团队寻找,石墨烯具有类似纤薄特氟龙涂层的特点,能够垫在晶圆和半导体层中间,获得了一个彻底不可以发觉的不够硬的表层,半导体材料的分子仍然能够以芯片结晶的图案设计重新排序。该原材料一旦蚀刻加工,就可以很更非常容易地从石墨烯表层挤压成型,进而允许生产商新的用以本来的晶圆。

该精英团队寻找,此项她们称之为“远程控制外延性”的技术性,能够搭建同一个半导体晶圆上复制和挤压成型各有不同的半导体层,科学研究工作人员将其关键技术于别的晶圆和半导体材料也得到 了成功,还包含磷化铟、氮化镓和磷化镓原材料,这种原材料的成本费比硅达到50到100倍。Kim答复,这类新技术应用使生产商有可能新的用以单晶硅片和更为高性能的原材料-“从定义上谈,无限制”。

一个无法比拟的将来此项以石墨烯为基本的复制-剥离技术也是有很有可能拓张柔性电子行业发展趋势。一般来说,因为晶圆是刚度的,由她们制得的元器件也没法超出软性。Kim讲到,拥有此项技术性,LED和太阳能电池板等半导体元器件能够进行筒夹和形变。

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实际上,该精英团队根据利用该技术性生产制造在MITlogo上图案化的软性LED显示器展览了这类概率。“假定你要想在你的车里改装太阳能电池板,这车体并不是基本上轻缓的,有很多曲线图,”Kim讲到。

“你能在半导体上刷上它吗?如今不有可能,由于薄的晶圆没法歪斜,而如今我们可以挤压成型,歪斜,你能在轿车,乃至衣服上保证保形镀层。”憧憬未来,科学研究工作人员方案设计方案一个可多次重复使用的“母芯片”,其地区由各有不同的外界原材料制成。

以石墨烯为中介公司,期待能创设出有智能,高性能的元器件。她们仍在科学研究混和和给出各种各样半导体并将其添充为高分子材料构造。“如今,强力原材料能够很受欢迎,”Kim讲到。

“您无需忧虑晶圆的成本费,使我们给您打印机,您能够种植半导体元器件,挤压成型它,并新的用以晶圆。


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