Pine 發自 凹非寺
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微波爐成制作2納米晶片的關鍵技術。
沒錯，就是廚房裡的那個微波爐。
康奈爾大學的研究團隊改進了家用微波爐，使用微波的方法對晶片進行加工處理，還稱這有可能使台積電和三星等領先制造商的晶片縮小到僅2納米。
目前相關研究成果已發表在《應用實體快報》上。
微波爐能成為制作2納米晶片的突破點？
具體如何，一起來看看吧。
微波技術增強了電流傳導能力
在此之前，先簡單了解下是什麼限制了2nm晶片的制作。
晶片上會有很多個半導體，在半導體的内部，電流會從起始端（源極）流向終點（漏極）。
在這個過程中，電流會經過一個閘門（栅極），而栅極的寬度正是平時所說的晶片尺寸。
但随着制程技術的發展，栅極的寬度越來越小，源極和漏極之間的距離也越來越近。
這就會導緻源、漏兩極的電場對栅極産生幹擾，進而使得栅極對電流的控制能力大大下降，也就是出現短溝道效應。
而解決短溝道效應很大程度上就是在晶片材料和工藝上下功夫，其中的一個辦法就是提高器件溝道摻雜濃度。
具體來說，就是通過在晶片材料中摻雜大量的其他原子，然後對其進行退火來激活摻雜的原子。
比如說，将磷原子摻雜至矽中，然後對這個混合物進行加熱退火，提高磷原子的平衡濃度，也就是說激活磷原子在矽中的活性，進而提高其電流傳導能力。
但提高摻雜濃度并不是一件易事。
傳統的提高平衡濃度的加熱退火方法目前已經達到了極限，若要再提高，可能會導緻矽晶體膨脹。
傳統的方法行不通，隻能另尋他路。
這不，康奈爾大學研究人員提出了一種新的提高磷的平衡濃度的方法：微波技術。
△圖源：cornell.edu
在此之前，台積電就已經做出過微波可以激活多餘的摻雜物的推測。
但微波有一個很大的弱點，就是駐波的存在，它不傳導能量，會阻礙材料中摻雜物的持續激活。
那這麼說，隻要解決“駐波”這個問題，一切就都迎刃而解了。
的确如此，台積電與康奈爾大學的黃哲倫合作，一起改進了微波爐，使微波爐在工作過程中産生的駐波能夠被有效控制。
這樣一來，便能夠有選擇地控制駐波發生的時間，使得晶片材料中所摻雜的原子能夠被适當激活，并且不會出現過度加熱損壞晶體的狀況。
除此之外，使用微波技術提高摻雜濃度，可能也會改變晶片中使用的半導體的幾何形狀。
鳍式場效應半導體結構已經存在20多年了，而微波退火使得一種新的半導體結構成為可能，在這種結構中，半導體作為納米片水準疊加，可以進一步增加半導體的密度和控制。
值得一提的是，黃哲倫還對這項技術做出預測：
這一技術可能用于生産出現在2025年左右的半導體材料和電子産品。
并且，他也與博士後詹盧卡 · 法比（Gianluca Fabi）共同申請了微波退火器的兩項專利。
但對于微波技術能不能稱得上是制作2nm晶片的關鍵技術，有網友發表了自己的意見。
基本上，他們改進了制造晶片的許多步驟之一。但這并不是晶片尺寸的步驟，相反，它隻是一個準備步驟，以供其他步驟更好地運作。
對于微波技術，你覺得它稱得上是2nm晶片的突破關鍵嗎？
歡迎下方評論區留言～
論文連結：
https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0099083
參考連結：
https://news.cornell.edu/stories/2022/09/modified-microwave-oven-cooks-next-gen-semiconductors
— 完 —
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