“小而强”芯片更进一步！上海科学家开拓出下一代芯片绝缘材料_资料_芯片

二维半导体材料有望成为下一代集成电路的颠覆性办理方案，环球都在这一领域有所布局。
比如，三星公司正致力于将二维半导体材料运用于高频和低功耗芯片制造；台积电正研究如何将二维半导体材料集成到现有半导系统编制程中，以提高晶体管的性能并降落功耗；欧盟则通过“欧洲芯片法案”，推动二维半导体材料的研究和开拓。

然而，二维半导体材料短缺与之匹配的高质量栅介质材料。
当传统介质材料厚度减小到纳米级别时，芯片内晶体管的绝缘性能也会显著低落，导致设备发热、相应韶光延长等，进一步影响设备整体稳定性和利用寿命。

为打破干系技能瓶颈，狄增峰团队开拓了一种金属插层氧化技能。
该技能能在室温下精准操控氧原子逐层嵌入铝的晶格中，形成有序的单晶氧化铝介质材料——蓝宝石。
传统的氧化铝材料常日呈现无序构造，这种无序会导致其在极薄层面上的绝缘性能大幅低落。
而蓝宝石的单晶构造不仅带来了更高的电子迁移率和更低的电流泄露率，还确保了电子在传输过程中的稳定性。

论文共同通讯作者、上海微系统所研究员田子傲先容，与传统非晶材料比较，这种蓝宝石晶体在构造和电子性能上具有明显上风，是下一代集成电路晶体管的空想介质材料。
据悉，该创新材料已成功运用于半导体芯片制程中，结合二维材料制备出低功耗芯片器件，续航能力和运行效率得到了大幅提升。

这一进展不仅对智好手机的电池续航具有主要意义，还为人工智能、物联网等领域的低功耗芯片发展供应了强有力的支持。
随着5G、边缘打算和智能家居等新兴技能的发展，对低功耗、高性能芯片的需求不断增加。
科研团队的研究成果也将助力下一代智能设备的遍及。