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湖南日报5月23日讯（全媒体 王铭俊）5月22日，国际顶级期刊Nature（《自然》）在线揭橥的一篇研究论文，宣布了一种低温的范德华单芯片三维集成工艺。本文作者均来自湖南大学，个中第一作者为湖南大学物理与微电子科学学院陆冬林博士，通讯作者为刘渊教授。
三维集成是通过在垂直方向年夜将多个独立的芯片或功能层堆叠在一起的器件系统，能够实现逻辑、存储和传感等功能的垂直集成和协同事情，是后摩尔时期的主要技能路线。目前商用的三维集成紧张是通过封装技能将多芯片或者多芯粒垂直堆叠和互联。单芯片三维集成则是直接在同一芯片内部垂直集成多个器件层，通过将每一器件层直接制备在另一器件层之上，能够进一步提高芯片的互联密度和性能。然而，硅基单芯片三维集成面临着严重的热预算问题，其上层的硅沟道制备工艺会导致下层硅器件掺杂扩散和性能退化，限定了三维集成的发展。
针对这一寻衅，湖南大学刘渊教授团队宣布了一种低温的范德华单芯片三维集成工艺。在该工艺中，源/漏/栅电极、层内互连金属、高κ栅介电质、低κ层间介电层和层间垂直通孔等电路功能层首先预制备在捐躯晶圆上，之后在120℃的低温下范德华集成到半导体晶圆上。通过逐层集成范德华预制备电路层和半导体层，团队实现了10层的全范德华单芯片三维系统。同时，团队创造范德华集成工艺不会对底部的硫化钼晶体管电学性能产生影响，能够担保晶体管的本征性能。进一步集身分歧功能的电路层，团队实现了逻辑、传感和存储互联的三维异质集成和协同事情，该研究为单芯片三维集成系统供应了一条低能量路径。
该事情得到了来自国家自然科学基金、国家重点研发操持等项目的帮助。
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