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中国科学院上海微系统与信息技能研究所成果登上《自然》。（海报由受访团队供应）
“二维集成电路是一种新型芯片，用厚度仅为1个或几个原子层的二维半导体材料构建，有望打破传统芯片的物理极限。但由于短缺与之匹配的高质量栅介质材料，其实际性能与理论比较尚存较大差异。”中国科学院上海微系统与信息技能研究所研究员狄增峰说。
狄增峰表示，传统的栅介质材料在厚度减小到纳米级别时，绝缘性能会低落，进而导致电流泄露，增加芯片的能耗和发热量。为应对该难题，团队创新开拓出原位插层氧化技能。
（图片来自网络侵删）
“原位插层氧化技能的核心在于精准掌握氧原子一层一层有序嵌入金属元素的晶格中。”中国科学院上海微系统与信息技能研究所研究员田子傲说，“传统氧化铝材料常日呈无序构造，这会导致其在极薄层面上的绝缘性能大幅低落。”
氧化铝薄膜晶圆。（受访团队供图）
详细来看，团队首先以锗基石墨烯晶圆作为预沉积衬底成长单晶金属铝，利用石墨烯与单晶金属铝之间较弱的范德华浸染力，实现4英寸单晶金属铝晶圆无损剥离，剥离后单晶金属铝表面呈现无毛病的原子级平整。随后，在极低的氧气氛围下，氧原子逐层嵌入单晶金属铝表面的晶格中，终极得到稳定、化学计量比准确、原子级厚度均匀的氧化铝薄膜晶圆。
狄增峰先容，团队成功以单晶氧化铝为栅介质材料制备出低功耗的晶体管阵列，晶体管阵列具有良好的性能同等性。晶体管的击穿场强、栅泄电流、界面态密度等指标均知足国际器件与系统路线图对未来低功耗芯片的哀求，有望启示业界发展新一代栅介质材料。
来源： 新华网
