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　　中邦科学院上海微体系与新闻本领商讨所（以下简称上海微体系所）狄增峰商讨员及其团队正在面向低功耗二维集成电途的单晶金属氧化物栅介质晶圆研制方面获得冲破性进步。联系结果以“面向顶栅布局二维晶体管的单晶金属氧化物栅介质资料（Single-crystalline metal-oxide dielectrics for top-gate 2D transistors）”为题，于2024年8月7日正在线颁发于邦际学术期刊《自然》（Nature）。商讨做事获取邦度自然科学基金项目等助助。

　　二维半导体资料具有高载流子转移率和抑止短沟道效应等上风，是下一代集成电途芯片的理念沟道资料。然而，二维半导体沟道资料缺乏与之立室的高质料栅介质资料，导致二维晶体管本质本能与外面存正在较大分歧。古板硅基非晶栅介质资料外观吊挂键较众，与二维半导体资料酿成的界面存正在大批电子罗网，影响二维晶体管本能。单晶栅介质资料也许与二维半导体沟道资料酿成完整界面，然则单晶栅介质资料孕育一般需求较高工艺温度和撤退火打点，易对二维半导体资料变成毁伤或偶然掺杂，酿成非理念栅介质/二维半导体界面，界面态密度一般高达1011 cm-2 eV-1足下，无法餍足他日先辈低功耗芯片发扬央浼。

　　狄增峰商讨团队开拓了单晶金属插层氧化本领，室温下告竣单晶氧化铝（c-Al2O3）栅介质资料晶圆制备，并操纵于先辈二维低功耗芯片的开拓。以锗基石墨烯晶圆行为预重积衬底孕育单晶金属Al（111），诈欺石墨烯与单晶金属Al（111）之间较弱的范德华功用力kb官网，告竣4英寸单晶金属Al（111）晶圆无损剥离（图），剥离后单晶金属Al（111）外观涌现完全陷的原子级平整。正在极低的氧空气围下，氧原子可控的、逐层插入到单晶金属Al（111）外观的晶格中，而且撑持其晶格布局。从而，正在单晶金属Al（111）外观酿成安稳、化学计量比切确、原子级厚度平均的c-Al2O3（0001）薄膜晶圆。进一步，诈欺自瞄准工艺，胜利制备出低功耗c-Al2O3/MoS2晶体管阵列，晶体管阵列具有优越的本能一律性。晶体管的击穿场强（17.4 MV cm-1）、栅泄电流（10-6 A cm-2）、界面态密度（8.4×109 cm-2 eV-1）等目标均餍足邦际器件与体系道途图（IRDS，International Roadmap for Devices and Systems）对他日低功耗芯片央浼。

　　图 蓝宝石单晶（c-Al2O3）栅介质薄膜。（a）单晶Al（111）插层氧化酿成c-Al2O3示妄图；（b）4寸单晶Al（111）晶圆；

　　本商讨涌现了出产制备高质料单晶氧化物行为栅介质资料的或许性，为先辈二维晶体管的发扬供给潜正在栅介质处置计划。

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　　原题目：《【复材资讯】中邦科学院上海微体系与新闻本领商讨所狄增峰商讨团队正在人制蓝宝石介质晶圆商讨方面获得进步》

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