Samsung-Forscher entdecken neues Material für die Halbleiterproduktion

Wissenschaftler des Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) haben in Zusammenarbeit mit dem Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) und der University of Cambridge ein neues Material namens amorphes Bornitrid (a-BN) entdeckt. Die in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie hat das Potenzial, die nächste Generation von Halbleitern zu beschleunigen.



Innen - kurz über das Wesentliche der Eröffnung mit Kommentaren des Leiters von SAIT Russland, Ph.D. Stanislav Polonsky.





2D-Materialien sind der Schlüssel zur Überwindung von Skalierbarkeitsproblemen



SAIT widmet sich der Forschung und Entwicklung von zweidimensionalen (2D) Materialien - kristallinen Substanzen, die aus einer einzigen Atomschicht bestehen. Insbesondere die Spezialisten des Instituts arbeiteten an der Untersuchung und Entwicklung von Graphen und erzielten auf diesem Gebiet revolutionäre Ergebnisse. Sie entwickelten einen neuen Graphen-Transistor sowie ein neues Verfahren zur Herstellung großflächiger Einkristallwafer aus Flockengraphen. Darüber hinaus sind SAIT-Wissenschaftler damit beschäftigt, die Kommerzialisierung des Materials zu beschleunigen.



„Um die Kompatibilität von Graphen mit Halbleiterprozessen auf Siliziumbasis zu verbessern, müssen Graphenfilme auf Halbleitersubstraten bei Temperaturen unter 400 ° C gezüchtet werden“, sagte Hyun Jin Shin, Projektmanager für Graphenentwicklung und Hauptforscher bei SAIT. "Wir arbeiten auch ständig daran, den Anwendungsbereich von Graphen zu erweitern, nicht nur für Halbleiter."



Transformiertes 2D-Material - amorphes Bornitrid



Ein kürzlich entdecktes Material namens amorphes Bornitrid (a-BN) besteht aus Bor- und Stickstoffatomen mit einer amorphen Molekülstruktur. Trotz der Tatsache, dass amorphes Bornitrid aus weißem Graphen gewonnen wird, das aufgrund seiner Molekülstruktur Bor- und Stickstoffatome enthält, die sich in einer hexagonalen Struktur befinden, weist das neue Material einzigartige Unterschiede zu weißem Graphen auf.



Amorphes Bornitrid hat eine erstklassige extrem niedrige Dielektrizitätskonstante von 1,78 mit starken elektrischen und mechanischen Eigenschaften und kann als Verbindungsisolationsmaterial zur Reduzierung elektrischer Störungen verwendet werden. Es wurde auch gezeigt, dass schuppiges Material bei niedrigen Temperaturen von nur 400 ° C gezüchtet werden kann. Daher wird erwartet, dass amorphes Bornitrid in Halbleitern wie DRAM- und NAND-Lösungen und insbesondere im Speicher der nächsten Generation für große Server weit verbreitet ist.



Stanislav Polonsky, Leiter Advanced Research and Development, Samsung Research Center:



„Die Geschwindigkeit moderner integrierter Halbleiterschaltungen wird nicht nur von der Schaltgeschwindigkeit der Transistoren bestimmt, sondern auch von der Ausbreitungsgeschwindigkeit elektrischer Signale von einem Transistor zum anderen. Aus der Sicht eines Signalgebertransistors ist ein Signalübertragungsdraht ein Kondensator, der aufgeladen werden muss. Je kleiner die Kapazität eines solchen Kondensators ist, desto schneller wird das Signal übertragen. Die Kapazität eines Kondensators nimmt mit der Dielektrizitätskonstante des den Metalldraht umgebenden Isolators ab. Die von koreanischen Wissenschaftlern erhaltenen Rekordwerte dieses Parameters führen zu hohen Signalübertragungsraten auf der Mikroschaltung, wodurch deren Leistung erhöht wird. Es ist einfach! "



Kurz über die Erfolge von SAIT in den letzten Jahren:

2012: Graphen-Barristor, Triodenvorrichtung mit Gate-betriebener Schottky-Barriere (SAIT, veröffentlicht in Science)

2014: Flockenwachstum einer monokristallinen Graphen-Monoschicht auf wiederverwendbarem wasserstoffterminiertem Germanium (SAIT und Songyungwan University, veröffentlicht in Science)

2017: Realisierung einer kontinuierlichen Kohlenstoff-Monoschicht Zachariasen (SAIT und Sunggyungwan University, veröffentlicht in Science Advances)

2020: ultra-low Dielektrizitätskonstante von amorphem Bornitrid (SAIT, UNIST und University of Cambridge, veröffentlicht in Nature)
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