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三星官宣:半导体技术新突破,发现二维新材料,芯片将更小更快!

2020/7/13 22:44:40      材料来源:水煮智机汇

7月6日,三星电子官网发文称,通过发现新的半导体材料,已经向“理想半导体”迈出了一步,未来的半导体芯片将会变得更小更快。三星电子技术学院最近表示,他们与蔚山科技学院合作,成功发现了新材料“非晶氮化硼(a-BN)”。这是在英国曼彻斯特大学的研究团队发现石墨烯被称为“理想的新材料”的16年后,又一种具有重大意义的新材料被发现。

 

 

三星官网的文章说,解决半导体材料的挑战,关键是看二维材料。基于现有硅半导体技术的挑战之一,是“提高集成度”。随着集成度的提高,可以快速处理更多信息,但是诸如电气电路之间干扰的技术问题也随之突出。二维材料正成为解决行业内苦恼的钥匙,因此而备受瞩目。二维材料即使在原子级最小的物质单位上,也具有导体、非导体或半导体的强大特性,并且非常薄也难以弯曲,它的厚度大约为A4纸(约0.1mm)10万分之一的厚度。

其中最具代表性的是“石墨烯”。多年来,三星电子技术研究所一直在研究和开发将石墨烯应用于大规模半导体的生产应用。基于这种源技术,近来他们专注于将石墨烯应用于布线。随着半导体的集成度的增加,电路之间的线变得更窄并且阻抗增加,这是因为石墨烯的紧密的六角结构形态,具有最薄最硬和减小电阻的屏障作用。

非晶态氮化硼是白色石墨烯的衍生物,它由氮和硼原子组成,但具有没有定型的分子结构,可以将其与白色石墨烯分开。另外,为了将半导体小型化,将其作为核心要素之一的介质,它是半导体小型化的关键元素之一,可以起到阻止电干扰的作用。换句话说,它是克服半导体集成化更高后,产生电磁干涉这个难题的钥匙。三星电子技术研究所研究员申贤真表示:“为了将石墨烯应用于半导体工程,需要在400°C环境下,直接在硅片上生成的技术。”

研究小组不仅确保了世界上最低1.78的介电常数,而且还证明了该材料可以在400°C环境下,在半导体基板上大面积生成,从而朝着工艺创新迈出了一步步。非晶氮化硼可应用于包括存储器半导体(DRAM、NAND等)的半导体系统,并且有望用于要求高性能的服务器服务器用内存半导体。

三星电子技术学院计划今后继续开发下一代材料,例如与国内外大学进行技术合作。三星高级技术学院2D材料研究与开发主任朴盛俊说:“ 2D材料和它们衍生的新材料二次开发正在加速,需要学术界和企业的进一步研究和开发。但是学术界和公司需要进行额外的研究和开发。我们不仅将继续研究和开发新材料,还将提高其工艺适用性。”

三星电子2D材料研发历史:

2012年:使用石墨烯开发新的晶体管结构;

2014年:解决了石墨烯半导体晶片上无法生成的限制,在晶片上形成了世界上第一层纯石墨烯层,并开发了用于大规模生产的源技术;

2017年:摆脱现有石墨烯的规则六边形网格结构,碳原子以无规形式连接的石墨烯结构开发,大面积成功合成;

2020年:发现世界上最低的介电常数1.78新材料“非晶态氮化硼”。


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