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具國外網(wǎng)站報道，下一代的半導體組件可能是利用碳而非硅材料。美國賓州大學的研究人員聲稱，已成功制造出可生產(chǎn)純碳半導體組件的4寸(100mm)石墨烯(graphene)晶圓。 賓州大學光電材料中心(EOC)的研究人員指出，他們所開發(fā)的制程能生產(chǎn)出速度比硅芯片快100~1,000倍的石墨烯芯片，此外也能用以制造敏感度更高的傳感器、電子組件、顯示器、太陽能電池與氫(hydrogen)儲存設(shè)備。 石墨烯是碳的結(jié)晶型，會自組裝(self-assembles)為適合制作電子組件的二維六角數(shù)組(hexagonal arrays)；但可惜的是，若利用傳統(tǒng)的沉積技術(shù)將碳長成1寸以上的薄片(sheet)時，該種材料又會變質(zhì)成不規(guī)則的石墨烯結(jié)構(gòu)。 而賓州大學EOC的研究人員David Snyder與Randy Cavalero則表示，他們用一種稱為硅升華(silicon sublimation)的方法解決了以上問題；這種方法是以加熱的方式，將碳化硅(silicon carbide)晶圓片上的硅去除，留下純石墨烯。 
4寸石墨烯晶圓可包含約7萬5,000顆組件以及測試結(jié)構(gòu)；右上方的小圖是每顆芯片的放大 該研究團隊的技術(shù)利用了氣相傳導爐(vapor transport furnace)，激化硅從晶圓片的表面遷移，留下1~2個原子厚度的石墨烯薄膜；雖然過去也有人嘗試過以硅升華方法來制造石墨烯，但EOC是第一個利用該制程生產(chǎn)出4寸晶圓片的團隊。 贊助上述研究的美國海軍水面作戰(zhàn)中心(Naval Surface Warfare Center)，正與EOC研究人員合作開發(fā)超高頻RF晶體管；EOC材料科學家Joshua Robinson已經(jīng)利用石墨烯制作出該組件的初期原型，接下來研究團隊的目標是制造速度比硅晶體管快一百倍的石墨烯晶體管。 EOC還有另一個研究團隊則正試圖改善非升華技術(shù)，以制作出8寸石墨烯晶圓片，也就是目前大多數(shù)硅晶圓廠設(shè)備所支持的標準尺寸。 |
