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2nm 半导体工艺迎来新突破,只需一个家用微波炉

IT之家 9 月 12 日消息,近日,康奈尔大学科学家们使用一个改良的家用微波炉突破了 2nm 半导体工艺生产的重大阻碍,论文已发表于 Applied Physics Letters。

为了使半导体工艺不断缩小,硅必须掺杂越来越高的磷浓度,以促进准确和稳定的电流传输。就目前而言,随着业界开始大规模生产 3nm 组件,传统的退火方法仍然有效。然而,随着精度进一步提升,需要确保高于其在硅中的平衡溶解度的磷浓度。除了实现更高的浓度水平外,一致性对于制造功能性半导体材料也至关重要。

台积电此前推测,微波可用于退火(加热)过程,以促进增加磷的掺杂浓度。然而,以前的微波加热源往往会产生驻波,从而不利于加热的一致性。简单来说,以前的微波退火设备加热内容物会加热不均匀。

康奈尔大学的科学家得到了台积电的支持,开展微波退火研究。本周早些时候,康奈尔大学发表了一篇由此产生的论文,科学家们得出结论,由于他们先进的微波退火方法,已经“成功克服了高于溶解度的高而稳定掺杂的基本挑战”。

该论文名为“通过微波退火对掺杂超过其溶解度极限的磷的纳米片硅进行有效且稳定的活化”。该技术适用于最新的纳米片晶体管技术,而台积电已经表示将使用 2nm 的纳米片来生产环栅场效应晶体管 (GAAFET)。

IT之家了解到,该论文的主要作者,材料科学与工程系研究教授 James Hwang 告诉康奈尔新闻博客:“这种新的微波方法可能使台积电和三星等领先制造商能够缩小到 2nm。”

这项研究将继续进行,并且已经获得了进一步的资金。

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