MOSFET工藝新突破：基於柔性塑料薄膜的高性能晶體管面世
研究人員稱，這項突破性的納米壓印平板印刷製造工藝，可以在普通的塑料片上打造出整卷非常高性能的晶體管。
由於出色的低電流需求和更好的高頻性能，MOSFET已經迅速取代了電子電路中常見的雙極晶體管。為了滿足不斷縮小的集成電路需求，MOSFET尺寸也在不斷變小，然而這也引發了一些問題。
具體說來就是，MOSFET能夠有效地產生電流流動，因為標準的半導體製造技術旺旺不能精確控制住摻雜的水平（硅中摻雜以帶來或正或負的電荷），以確保跨各組件的通道性能的一致性。
通常MOSFET是在一層二氧化硅（SiO2）襯底上，然後沉積一層金屬或多晶硅製成的。然而這種方法可以不精確且難以完全掌控，摻雜有時會泄到別的不需要的地方，那樣就創造出了所謂的「短溝道效應」區域，並導致性能下降。
一個典型MOSFET不同層級的剖面圖。
不過威斯康星大學麥迪遜分校已經同全美多個合作夥伴攜手（包括密歇根大學、德克薩斯大學、以及加州大學伯克利分校等），開發出了能夠降低摻雜劑泄露以提升半導體品質的新技術。研究人員通過電子束光刻工藝在表面上形成定製形狀和塑形，從而帶來更加「物理可控」的生產過程。
展開來說就是：（1）研究團隊從給270nm厚的硅表面塗層『正摻雜』開始，然後用電子束光刻生成的納米溝槽，接著通過干蝕刻來製備硅納米薄膜。（2）隨後，研究人員取出硅納米薄膜層，將之挪到另一個有粘合劑塑料塗層的襯底薄膜上。（3）最後一步是添加額外的干蝕劑來隔離和定義溝道區域，部署柵極電介質層和金屬柵極。
雖然聽起來工作了很大，但與當前的半導體製造工藝相比，它算得上是一種相對簡單的過程了。事實上，已經有報道稱某新型晶體管在以38GHz的破紀錄速度下運行，模擬顯示其甚至能夠在輕微優化後達到110GHz。
除了速度的提升，新技術也沒有影響製程的進一步縮小。研究人員還聲稱，新型晶體管特別適合於無線頻率方面的應用，因為它就是為無線收發數據和電力而設計的，可穿戴電子設備和感測器將證明它有極大的價值。
目前這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《科學報告》（Scientific Reports）期刊上。
[編譯自：Gizmag, 來源：UW Madison]
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