记者8日从中国科学院上海微系统与信息技术研究所获悉，该所狄增峰研究员团队研发出面向二维集成电路的单晶氧化铝栅介质材料——人造蓝宝石。这种材料具有卓越的绝缘性能，未来可用于开发低功耗芯片。相关成果7日发表在国际学术期刊《自然》上。
中国科学院上海微系统与信息技术研究所视频截图
“传统的栅介质材料在厚度减小到纳米级别时，其与二维半导体沟道材料间的界面特性，会导致电流泄漏，增加芯片的能耗和发热量。单晶栅介质材料能形成完美界面，但通常需要较高的工艺温度，易对二维半导体材料造成损伤，也难以达成理想的绝缘效果。”狄增峰说。而他们开发的单晶氧化铝栅介质材料，即使在厚度仅为1纳米时，也能有效阻止电流泄漏。
氧化铝为蓝宝石的主要构成材料。传统氧化铝材料通常呈无序结构，在极薄层面上的绝缘性能不佳。团队采用单晶金属插层氧化技术，在室温下精准控制氧原子一层一层地有序嵌入金属元素的晶格中，最终得到稳定、化学计量比准确、原子级厚度均匀的氧化铝薄膜晶圆。
策划制作
来源丨科技日报
责编丨一诺
审校丨徐来 林林
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