Блог

Mar 06, 2023

Инженеры MIT произвели революцию в технологии полупроводниковых чипов с помощью Atom

Адам Зеве, Массачусетский технологический институт, 1 мая 2023 г. Исследователи Массачусетского технологического института

Адам Зеве, Массачусетский технологический институт, 1 мая 2023 г.

Исследователи Массачусетского технологического института разработали технологию низкотемпературного выращивания для интеграции 2D-материалов в кремниевую схему, открывая путь к созданию более плотных и мощных чипов. Новый метод предполагает выращивание слоев двумерных материалов дихалькогенидов переходных металлов (TMD) непосредственно поверх кремниевого чипа. Этот процесс обычно требует высоких температур, которые могут повредить кремний.

Новая технология выращивания и изготовления при низких температурах позволяет интегрировать 2D-материалы непосредственно в кремниевую схему, что может привести к созданию более плотных и мощных чипов.

Researchers from MITMIT is an acronym for the Massachusetts Institute of Technology. It is a prestigious private research university in Cambridge, Massachusetts that was founded in 1861. It is organized into five Schools: architecture and planning; engineering; humanities, arts, and social sciences; management; and science. MIT's impact includes many scientific breakthroughs and technological advances. Their stated goal is to make a better world through education, research, and innovation." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">MIT have developed a low-temperature growth process to directly integrate 2D materials onto silicon chips, enabling denser and more powerful semiconductorsSemiconductors are a type of material that has electrical conductivity between that of a conductor (such as copper) and an insulator (such as rubber). Semiconductors are used in a wide range of electronic devices, including transistors, diodes, solar cells, and integrated circuits. The electrical conductivity of a semiconductor can be controlled by adding impurities to the material through a process called doping. Silicon is the most widely used material for semiconductor devices, but other materials such as gallium arsenide and indium phosphide are also used in certain applications." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> полупроводники. Эта технология позволяет обойти предыдущие проблемы, связанные с высокими температурами и несовершенствами передачи материала. Это также сокращает время выращивания и позволяет создавать однородные слои на более крупных 8-дюймовых пластинах, что делает их идеальными для коммерческого применения.

Новые приложения искусственного интеллекта, такие как чат-боты, генерирующие естественный человеческий язык, требуют более плотных и мощных компьютерных чипов. Но полупроводниковые чипы традиционно изготавливаются из объемных материалов, которые представляют собой квадратные трехмерные структуры, поэтому объединение нескольких слоев транзисторов для создания более плотной интеграции очень сложно.

Однако полупроводниковые транзисторы, изготовленные из сверхтонких двумерных материалов, каждый толщиной всего около трех атомов, можно компоновать друг с другом для создания более мощных чипов. С этой целью исследователи из Массачусетского технологического института продемонстрировали новую технологию, которая позволяет эффективно и результативно «выращивать» слои 2D-материалов из дихалькогенидов переходных металлов (TMD) непосредственно поверх полностью изготовленного кремниевого чипа, чтобы обеспечить более плотную интеграцию.

Growing 2D materials directly onto a silicon CMOS wafer has posed a major challenge because the process usually requires temperatures of about 600 degrees CelsiusThe Celsius scale, also known as the centigrade scale, is a temperature scale named after the Swedish astronomer Anders Celsius. In the Celsius scale, 0 °C is the freezing point of water and 100 °C is the boiling point of water at 1 atm pressure." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Цельсия, тогда как кремниевые транзисторы и схемы могут выйти из строя при нагревании выше 400 градусов. Теперь междисциплинарная группа исследователей Массачусетского технологического института разработала процесс низкотемпературного выращивания, который не повреждает чип. Эта технология позволяет напрямую интегрировать двумерные полупроводниковые транзисторы поверх стандартных кремниевых схем.