在芯片技術持續(xù)向更小尺寸邁進的今天，晶體管的尺寸不斷逼近物理極限，對柵介質材料的性能提出了更高要求。中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所的研究團隊，在狄增峰研究員的帶領下，成功開發(fā)出了一種新型單晶氧化鋁柵介質材料——“人造藍寶石”，為二維集成電路的發(fā)展注入了新活力。
傳統(tǒng)氧化鋁材料在極薄的層面上往往因為無序結構而面臨絕緣性能下降的挑戰(zhàn)。相比之下，人造藍寶石以其獨特的單晶結構，展現(xiàn)了顯著的優(yōu)勢。這種結構不僅提升了電子遷移率，還大幅降低了電流泄漏率，確保了電子在傳輸過程中的高度穩(wěn)定性。尤為重要的是，即便在僅1納米的超薄厚度下，人造藍寶石依然能夠有效阻止電流泄漏，這對于提升芯片能效具有重大意義。
目前，該材料已被成功應用于半導體芯片制程中，并與二維材料相結合，制備出了低功耗的芯片器件。這一創(chuàng)新成果不僅展示了我國在高端芯片材料研發(fā)領域的實力，也為智能手機、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G通信等多個領域的技術進步提供了有力支撐。
隨著人造藍寶石材料在芯片領域的廣泛應用，預計將在提升設備能效、延長電池續(xù)航等方面發(fā)揮重要作用，進一步推動相關產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。未來，隨著技術的不斷成熟和優(yōu)化，人造藍寶石有望成為芯片制造中不可或缺的關鍵材料，引領微電子產(chǎn)業(yè)邁向新的高度。
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