【摘要】美國加州大學戴維斯分校的科學家最近展示了一種具有三維結(jié)構(gòu)的納米線晶體管，并借助該技術(shù)成功將硅與非硅材料集成到了一個集成電路中。研究人員稱，該技術(shù)有望幫助硅材料突破瓶頸，為更快、更穩(wěn)定的電子和光子設備的制造鋪平道路。

    美國加州大學戴維斯分校的科學家最近展示了一種具有三維結(jié)構(gòu)的納米線晶體管，并借助該技術(shù)成功將硅與非硅材料集成到了一個集成電路中。研究人員稱，該技術(shù)有望幫助硅材料突破瓶頸，為更快、更穩(wěn)定的電子和光子設備的制造鋪平道路。

    硅是目前最常見的一種電子材料，但它并不是萬能的。建立在傳統(tǒng)蝕刻工藝基礎的硅集成電路在尺寸上已經(jīng)小到了極限，這限制了系統(tǒng)運行速度和集成度的提升。此外，傳統(tǒng)硅電路的一些“先天不足”也使其無法在一些特殊條件下獲得應用，如250攝氏度以上的高溫環(huán)境，高功率、高電壓電路，以及一些光學電路等。因此，不少科學家設想將其他半導體材料引入硅集成電路，使其適應能力更強。但經(jīng)過嘗試后人們發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)微電路制造中所采用的蝕刻工藝并不適用，在晶格失配和熱性能的差異作用下，硅與非硅材料很難結(jié)合在一起。

    物理學家組織網(wǎng)5月15日發(fā)表的一篇文章稱，為了解決這一難題，加州大學戴維斯分校電氣和計算機工程教授賽義夫·伊斯蘭姆和他的團隊研發(fā)出一種極為細微的納米線晶體管，可將硅基底上的砷化鎵、氮化鎵或磷化銦等材料連接起來。這些納米線能夠起到橋梁的作用，將這些半導體材料集成到更為復雜的電子或光子設備當中。并且他們還開發(fā)出了一種技術(shù)，能夠精確控制納米線的數(shù)量，使其物理性質(zhì)保持一致。

    伊斯蘭姆說，這種懸掛結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)勢：首先是其容易冷卻；二是與平面結(jié)構(gòu)的晶體管相比，在應對熱膨脹時更加輕松自如。這種新型電路可以被用來制造能在各種極端環(huán)境中工作的傳感器，如能在飛機發(fā)動機內(nèi)部工作的溫度傳感器等。未來該技術(shù)還有望在汽車、船舶、石油開采設施、航天器以及人體植入設備中獲得應用。另外，由于充分利用了多項成熟的技術(shù)，且能兼容目前用來生產(chǎn)硅集成電路的設備，新技術(shù)的引入并不需要更換原有生產(chǎn)線。

    相關(guān)論文發(fā)表在最近一期的《先進材料》雜志上。該項目的經(jīng)費由美國國家科學基金會和韓國政府相關(guān)機構(gòu)提供。