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请问半导体的发展历程是怎样的?和它的前景? 超晶格半异体材料进展使用

2020-10-09知识4

如何评价「天才少年」曹原再次连发两篇魔角石墨烯的 Nature? 相信不少搞科研(搬砖)的小伙伴们又双叒被大神曹原的这条新闻刷屏(深深刺激)了。犹记得,那是2018年的…

请问半导体的发展历程是怎样的?和它的前景? 超晶格半异体材料进展使用

芯片最小能做到多少纳米,达到极限后,该如何突破瓶颈? 目前,手机处理器是7nm,台积电即将量产5nm芯片,未来还有3nm、2nm,甚至1nm。根据台积电研发负责人在谈论半导体工艺极限问题时,认为到了2050年,晶体管可以达到氢原子尺度,即0.1nm,那么半导体工艺的“物理极限”是什么呢?制程工艺 首先,我们了解一下芯片的制程工艺。华为的麒麟990处理器,指甲壳大小,集成了上百亿的晶体管,单个晶体管的结构如下图所示▼。在晶体管中,电流是从源极(Source)流向漏极(Drain),而栅极(Gate)相当于闸门,主要负责两端源极和漏极的通断。通代表1,断代表0,这样就实现了计算机世界的0、1运算。栅极的宽度,也称为删长,就是所说的xx nm制程工艺。通常来说,制程工艺越小,晶体管删长越小,电流通过时的损耗越少,表现出来就是手机常见的发热和功耗。同时,单位面积的芯片可以容纳更多的晶体管。因此,晶圆代工厂不断的升级技术,力求将栅极宽度做的越来越窄。然而,工艺的提升会受到光刻机技术、芯片“物理极限”等多方面因素的限制。如何突破技术限制?①更换材料。目前,芯片采用的是硅基半导体结构,根据台积电的规划,今年实现5nm工艺,2022年实现3nm工艺,2024年实现2nm工艺,正在逼近1nm。2017年,IBM科研团队在实验室环境下。

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郑有炓的学术贡献 郑有炓长期致力于半导体异质结构材料、器件及物理研究,在III 族氮化物异质结构、锗硅异质结构、和硅基纳米结构材料及其器件应用的研究上,取得系列创新成果,跻身于国际前列。郑有炓总结当时半导体所用的新技术,发展了锗硅异质结构材料光辐射加热超低压CVD生长方法,自己设计、利用南京工厂的加工条件,研制出一套计算机控制的生长设备,制备出优质锗硅异质结构材料。他紧抓住半导体科学技术发展的前沿热点,结合承担的国家863计划、攀登计划、973项目及国家自然科学基金等科研任务。带领研究生组开展一系列研究,在锗硅、Ⅲ族氮化物和氧化锌宽带隙半导体研究领域里,支撑起一片属于南大、属于中国的天地。在锗硅、Ⅲ族氮化物异质结构研究中,发展了生长锗硅、Ⅲ族氮化物异质结构材料的新方法、新技术,从极化能带级带工程出发,创新发展了多种新器件;提出并实现了铁电体/氮化镓、铁磁体/半导体异质结构新体系;发现锗硅合金应变诱导有序化新结构,提出新模型;揭示Ⅲ族氮化物异质结构极化、二维电子气及其相关性质;观测到碲化镉/锑化铟异质结构二维电子气及占据子带规律,开拓Ⅱ-Ⅵ/Ⅲ-Ⅴ族异质体系二维电子气研究领域;提出基于锗硅技术实现二氧化硅/硅界面量子限制硅。

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半导体超晶格有什么基本性质??哪位牛人可以给我解答 由两种或两种以上组分不同,或导电类型不同的纳米级超薄层(层厚10-1~10nm)材料交替地外延生长在一起所形成的多周期结构,具有这种结构的材料是一类人工改性的新的半导体材料。简史 超晶格的概念是美国国际商用机器(IBM)公司的江崎、朱兆祥在1969年提出的。他们认为,由于超品格的周期远大于原晶体的晶格常数,但又小于电子的德布洛依波长晶体中电子的运动受到超晶格周期势场的扰动,其运动状态会发生很大变化。半导体超晶格具有许多“天然晶体”所没有的新异的物理特性。理论上预计,原晶体的布里渊区会分裂为许多小区,相应的能带也会分裂为许多子能带,在外场作用下,电子易达到小布区边界而会呈现出负阻效应和高频振荡效应(布洛赫振荡)等。1971年美国贝尔(Bell)实验室的卓以和用分子束外延(MBE)方法生长出了第一个GaAs/AlGaAs半导体超晶格材料,1972年美国IBM公司的张立刚观测到分子束外延(MBE)GaAs/Al—GaAs超晶格的负阻效应,证实了理论预计。从此,半导体超晶格的研究引起了人们极大的兴趣和日益广泛的研究。20多年来,研究成的半导体超晶格已达数十种,涉及到Ⅲ-V、Ⅱ-Ⅵ、Ⅳ-Ⅵ族化合物、Ⅳ族元素半导体、非晶态半导体、金属、铁磁体、超导体和有机物等。

#电子#凝聚态#凝聚态物理#超晶格#半导体

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