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新方法“刻”出最快柔性矽晶體管

瀏覽次數: 日期:2016-06-13

  美國威斯康星大學麥迪遜分校的科研團隊,在20日出版的《科學報告》雜誌上撰文稱,他們使用一種獨特方法,研製出了處理速度最快的柔性矽基晶體管,能無線傳輸數據和能量,有望用在包括可穿戴電子設備和傳感器等在內的諸多領域。
  目前這一柔性矽晶體管的截止頻率為創紀錄的38吉赫茲(GHz),而模擬表明,其最高截止頻率甚至能高達110吉赫茲(GHz)。在計算機領域,截止頻率越高,晶體管的處理速度越快。
  該研究由威斯康星大學麥迪遜分校電子和計算機以及工程學教授馬振強(音譯)、科學家金正勳(音譯)領導。他們運用低溫處理手段,借助簡單且成本低廉的納米壓印技術,在置於聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)基座上的柔性單矽晶體管上,畫出了電路。
  在傳統的選擇摻雜方法中,一般會將雜質引入材料內的精確位置,從而增強其導電性,但有時候,摻雜劑會混進材料內不屬於它的區域,導致短溝道效應。但在最新研究中,研究人員另辟蹊徑:用一個摻雜劑將單晶矽覆蓋,而不是選擇摻雜。
  他們給晶體管添加了一層光敏材料,利用電子束平印術,在其上製造出了可重複使用的納米圖案模型;接著根據模型內的圖案,用幹法刻蝕工藝在矽上切割出了精確的納米溝槽,並在溝槽上添加了能作為開關的寬電閘。
  由於該高性能晶體管擁有獨特的三維電流模式,因此耗能更少且效率更高。而且,與傳統製造過程相比,新方法能劃分出更狹窄的溝槽,也將有助於讓更多晶體管簇擁在單個電子設備上。
  馬振強指出,最新方法很容易升級,用於高效能、低成本的卷對卷製程中,能使半導體製造商們以更低成本製造出擁有無線上網功能的高性能晶體管。

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