超薄二维晶体管或让1nm工艺更快面世

  【天极网手机频道】晶体管作为集成电路领域重要组成部分，想要存储和处理更多的数据，就需要使用更多的晶体管。近几年智能手机的快速发展，让FinFET工艺被大众所熟知。不过随着FinFET工艺在5nm节点进入瓶颈，下一代GAA晶体管也即将在3nm工艺上线。 

  随着晶体管特征尺寸的缩小，想要进一步提升芯片性能，就需要更小更薄的半导体材料。当前使用的三维硅材料已经用于制作晶体管有60年左右的历史，其尺寸几乎已经达到了极致。特别是5nm制程工艺后，传统晶体管微缩提升性能难以为继，使得硅在晶体管中的应用越来越具有挑战性。

  美国宾夕法尼亚州立大学的科学家发表在《自然-通讯》的一项新研究显示，他们成功研制出超薄二维材料晶体管，将在未来大幅提升芯片性能。宾夕法尼亚州立大学工程学院工程科学与力学的助理教授萨普塔什·达斯(Saptarshi Das)表示，我们现在生活在一个由数据驱动的互联网世界，随之而来的是大数据对存储和处理能力的挑战。

  科学家在新技术、新工艺、新材料等方面一直进行积极探索，发现二维材料有着先天的优势。因为这些二维材料的产生厚度能够比目前实际应用的三维硅材料薄10倍。科学家通过使用金属有机化学气相沉积技术，生长单层二硫化钼和二硫化钨，该技术来自宾夕法尼亚州立大学的二维晶体联盟NSF材料创新平台(2DCC-MIP)。 

  此外，为验证新型二维晶体管的性能，科学家分析了与阈值电压、亚阈值斜率、最大与最小电流之比、场效应载流子迁移率、接触电阻、驱动电流和载流子饱和速度相关的统计指标。

  达斯教授指出，经过一系列的测试证实了新晶体管的可行性，这意味着新型晶体管不仅能够让下一代芯片更快、更节能，还能够承受更多存储和数据处理性能。

  如果超薄二维材料晶体管进入应用阶段，那么1nm制程工艺想比也将很快实现。