晶体管作为电子器件的基石,其核心功能在于电信号的放大与开关控制。在电子工业不懈追求下,提升晶体管性能与能效、同时实现尺寸微缩,已成为关键发展目标。
近期,沙特阿卜杜拉国王科技大学的研究团队研发出一种 3D 堆叠晶体管技术,这些晶体管能够垂直堆叠,提升了集成度与电子设备性能。
据研究团队介绍,此项技术特别适用于增强 AR/VR 等可穿戴设备的体验,其提升的性能与能效将为用户带来更加流畅、沉浸式的互动感受。面对传统平面晶体管因物理与性能极限而难以满足日益增长的高性能需求的挑战,团队积极寻求突破,通过新材料与新设计的探索,为晶体管技术开辟了新的发展方向。
在最新研究中,团队专注于垂直堆叠晶体管的潜力挖掘,通过精妙的堆叠策略,提升了单位面积内的晶体管密度,进而增强了电子产品的处理能力与效率。他们利用先进的纳米技术,成功构建了由十层氧化铟薄膜晶体管组成的垂直堆叠结构,这一设计充分利用了晶圆空间,实现了晶体管密度的最大化。
为实现这一目标,研究团队精心选择了氧化铟作为半导体材料,其出色的电性能与室温加工兼容性为项目成功提供了有力支撑。同时,parylene-C 作为介电层材料,在室温下即可有效沉积,确保了层间绝缘与电气性能的稳定性。
在制造过程中,团队采用了复杂的 72 步光刻工艺,每一步都要求极高的精度与剂量控制,以确保每层晶体管的完美构建与性能表现。经过多次精确的沉积与图案化步骤,最终成功堆叠出十层高性能晶体管,各层之间紧密连接,共同协作,实现了整体性能的飞跃。
实验结果显示,该垂直堆叠晶体管不仅在密度上实现了显著提升,其电气特性也表现优异,包括高场效应迁移率、低亚阈值斜率以及高电流开/关比等,均超越了现有薄膜晶体管技术,为用户带来了更快的切换速度、更低的功耗以及更为卓越的整体性能。
展望未来,研究团队将继续致力于晶体管技术的纳米级突破,力求将晶体管尺寸进一步缩小至纳米级,以实现更高的集成度与更紧凑的器件设计。同时,他们还将积极探索新的技术与拓扑结构,以降低功耗、提升晶体管的可靠性与稳定性,为电子工业的持续发展贡献智慧与力量。
领取专属 10元无门槛券
私享最新 技术干货