製程 <5nm 單層 MoS2 電晶體的晶圓級整合技術突破
為何重要
此成果標誌著二維材料從實驗室核心發展為具備產製能力的關鍵一步,透過標準光刻與 CMOS 流程證明其量產可行性。對於試圖超越矽物理極限的半導體產業而言,這顯示 2D MoS2 是未來低功耗高密度邏輯晶片潛在的下一代基石,改變了目前高度依賴矽基與極限縮小的技術賽局方向。
卡內基美隆大學、佛羅裡達大學、麻省理工學院及德州農工大學等機構共同在 *Nature Communications* 發表論文,開發出一種物理閘極長度小於 5nm 的單層 Molybdenum Disulfide (MoS2) 電晶體,其效能超越了矽基材的理論極限。
關鍵技術突破包括:
- 建立了相容於標準 CMOS 的光刻技術流程,成功在 4 吋晶圓上實現量產級整合。
- 閥值電壓降(subthreshold swing)達到 88 mV/dec,優於矽及同尺寸新興半導體的現狀。
- 電流開關比(on/off ratio)超過 10 的 6 次方,發揮了高開關控制能力。