新方法“刻”出最快柔性硅電晶體
- 發佈時間：2016-04-22 02:30:42 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京4月21日電 （記者劉霞）美國威斯康星大學麥迪遜分校的科研團隊，在20日出版的《科學報告》雜誌上撰文稱，他們使用一種獨特方法，研製出了處理速度最快的柔性硅基電晶體，能無線傳輸數據和能量，有望用在包括可穿戴電子設備和感測器等在內的諸多領域。
目前這一柔性硅電晶體的截止頻率為創紀錄的38吉赫茲（GHz），而模擬表明，其最高截止頻率甚至能高達110吉赫茲（GHz）。在電腦領域，截止頻率越高，電晶體的處理速度越快。
該研究由威斯康星大學麥迪遜分校電子和電腦以及工程學教授馬振強（音譯）、科學家金正勳（音譯）領導。他們運用低溫處理手段，借助簡單且成本低廉的奈米壓印技術，在置於聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）基座上的柔性單硅電晶體上，畫出了電路。
在傳統的選擇摻雜方法中，一般會將雜質引入材料內的精確位置，從而增強其導電性，但有時候，摻雜劑會混進材料內不屬於它的區域，導致短溝道效應。但在最新研究中，研究人員另辟蹊徑：用一個摻雜劑將單晶矽覆蓋，而不是選擇摻雜。
他們給電晶體添加了一層光敏材料，利用電子束平印術，在其上製造出了可重復使用的奈米圖案模型；接著根據模型內的圖案，用幹法刻蝕工藝在硅上切割出了精確的奈米溝槽，並在溝槽上添加了能作為開關的寬電閘。
由於該高性能電晶體擁有獨特的三維電流模式，因此耗能更少且效率更高。而且，與傳統製造過程相比，新方法能劃分出更狹窄的溝槽，也將有助於讓更多電晶體簇擁在單個電子設備上。
馬振強指出，最新方法很容易升級，用於高效能、低成本的卷對卷製程中，能使半導體製造商們以更低成本製造出擁有無線上網功能的高性能電晶體。
總編輯圈點
在智慧手機螢幕上，每一個組成圖像的像素，是由數十萬甚至數百萬小型電晶體來控制開啟和關閉的。電晶體驅動著我們使用的所有消費性電子産品的邏輯運作，而速度達到新高的柔性電晶體，則為未來廉價高效的攜帶型電子器材打開了一扇門。這意味著，當用戶日益頻繁地更新他們的電子産品時，將以更低的價格享受到更快的處理速度。
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