康奈尔大学改装的微波炉可以“煮出”下一代半导体

康奈尔大学工程学教授改装的家用微波炉可以“煮出”下一代半导体，因为这项发明被证明可以克服半导体行业面临的重大挑战。

8 月 3 日发表在 Applied Physics Letters上的一篇论文详细介绍了这项研究。

生产构成晶体管和其他微芯片组件的材料类似于烘烤，因为必须将材料成分混合在一起然后加热，以及其他步骤，以产生所需的电流。例如，将磷添加到硅中，然后对混合物进行退火或加热，以将磷原子定位到正确的位置，从而使它们在电流传导中处于活跃状态。

但随着微芯片不断缩小，硅必须掺杂或混合更高浓度的磷才能产生所需的电流。半导体制造商现在正接近一个临界极限，即使用传统方法加热高掺杂材料不再能生产出功能一致的半导体。

台积电 (TSMC) 提出了微波可用于激活过量掺杂剂的理论，但就像家用微波炉有时会不均匀地加热食物一样，以前的微波退火器会产生“驻波”，从而阻止持续的掺杂剂激活。因此，台积电与康奈尔大学合作，后者对微波炉进行了改造，以选择性地控制驻波发生的位置。这种精度允许掺杂剂的适当激活，而不会过度加热或损坏硅晶体。

研究人员为原型微波退火器申请了两项专利。

这种新的微波方法有可能使台积电和三星等领先制造商的尺寸缩小到仅 2 纳米。

这一突破可能会改变微芯片中使用的晶体管的几何形状。20 多年来，晶体管被制成像背鳍一样竖立起来，以便在每个微芯片上封装更多，但制造商最近开始试验一种新架构，其中晶体管作为纳米片水平堆叠，可以进一步增加晶体管的密度和控制。通过微波退火实现的过度掺杂材料将是新架构的关键。

该研究得到了台湾科技部的支持，继续研究得到了康奈尔技术许可中心的 Ignite: Cornell Research Lab to Market 资助的支持。获 取 更多前沿科技?研究 进展访问：https://byteclicks.com

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