東京大學(xué)研發(fā)“摻鎵氧化銦（InGaOx）晶體”取代硅材料
發(fā)布時間：2025-07-10 01:39
據(jù)外媒報道，日前，東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所的研究人員宣布開發(fā)一種革命性的新型的摻鎵氧化銦（InGaOx）的晶體材料，有望取代現(xiàn)有的硅材料。應(yīng)用于環(huán)繞柵極晶體管中可實現(xiàn)出色的電子遷移率和長期穩(wěn)定性，能夠大幅提升AI與大數(shù)據(jù)領(lǐng)域應(yīng)用的性能，并在后硅時代延續(xù)摩爾定律的生命力。
東京大學(xué)工業(yè)科學(xué)研究所的一組研究人員認(rèn)為，使用摻鎵氧化銦的材料制造了一種新型晶體管，這種特殊材料可以形成高度有序的晶體結(jié)構(gòu)，幫助電子更有效地移動——這對性能至關(guān)重要。
（ Credit: Institute of Industrial Science, The University of Tokyo）
該研究的主要作者Anlan Chen稱：“我們還希望我們的晶體氧化物晶體管具有‘全環(huán)繞柵極’結(jié)構(gòu)，即控制電流開斷的柵極完全環(huán)繞著電流流動的通道，與傳統(tǒng)柵極相比，我們可以提高效率和可擴展性?！?/span>
據(jù)了解，氧化銦存在氧空位缺陷，這會促進(jìn)載流子散射，從而降低器件穩(wěn)定性。研究團隊用鎵對氧化銦進(jìn)行摻雜，以抑制氧空位，進(jìn)而提高晶體管的可靠性。該團隊采用原子層沉積技術(shù)，逐層將一層薄薄的InGaOx涂覆在環(huán)繞柵極晶體管的溝道區(qū)域上。沉積完成后，將薄膜加熱以形成實現(xiàn)電子遷移率所需的晶體結(jié)構(gòu)。這一過程最終實現(xiàn)了基于金屬氧化物的場效應(yīng)晶體管（MOSFET）的環(huán)繞柵極制造。
據(jù)Anlan Chen介紹，團隊研發(fā)的全環(huán)柵MOSFET包含一層摻鎵的氧化銦層，實現(xiàn)了44.5平方厘米/伏秒的高遷移率。至關(guān)重要的是，該器件在施加應(yīng)力的情況下穩(wěn)定運行了近三個小時，表現(xiàn)出良好的可靠性，超過了此前報道的類似器件的性能。
（文章來源：SEMI大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)）