摘要:近日,行业专家团队摘得国际权威期刊《Science》封面重磅成果:我国首创“固–液–固”晶体沉积技术,成功制备2英寸晶圆尺寸的 2D 硒化镓铟(InSe)半导体材料,并制备高性能晶体管,全面超越传统硅器件未来技术指标,标志着 InSe 有望开启后硅芯片时代的蓄
近日,行业专家团队摘得国际权威期刊《Science》封面重磅成果:我国首创“固–液–固”晶体沉积技术,成功制备2英寸晶圆尺寸的 2D 硒化镓铟(InSe)半导体材料,并制备高性能晶体管,全面超越传统硅器件未来技术指标,标志着 InSe 有望开启后硅芯片时代的蓄势待发。
本稿将呈现这一重大技术突破的全貌,通俗解析其工程可行性、产业推进价值,以及未来在 AI、柔性电子等领域落地的潜力,适合转化为视频内容加速受众理解。
硒化铟,常被称为“黄金半导体”,拥有理想的性能组合。 图片来源:北京大学;侵删
传统 InSe 受元素挥发压差大、相稳定复杂,长期只能制备微米级晶片,难以实现晶圆级量产。行业专家团队率先提出“固–液–固”生长策略:
首先磁控溅射沉积一层无定形 InSe 薄膜;封装低熔点铟金属覆盖,置于氧化石英腔室;升温至约 550 °C,铟熔融形成局部富铟液相,驱动衬底界面 InSe 定向结晶;最终获得晶体结构规整、原子比精准为 1:1、质量均匀、亚相纯净的 2 英寸 InSe 晶圆。使用上述晶圆制造晶体管阵列,器件指标显著领先:
电子迁移率高达 287 cm²/V·s:远超目前所有 2D 半导体器件上限,元件开关更迅捷精准。亚阈值摆幅每十倍电流变化约 67 mV/dec:接近玻尔兹曼极限,开关效率高、漏电极低。深亚 10 nm 门长依然稳定工作:漏源感应降低(DIBL 小),能延迟积优于 IRDS 2037 年预估,显示出优异能源效率。国外专家评审总结:“This work represents an advancement in crystal growth”,高度认可其晶体生长创新意义。
固–液–固工艺在温度与步骤方面已接近 CMOS 后端封装标准,具备快速与既有生产线融合的可能性,显著降低产业接轨的时间与成本风险。
未来可能迅速应用于:
AI 模型加速器(低温推理、边缘智能)柔性/透明电子设备与传感器(超薄材质、高能效)自动驾驶芯片、固态摄像头模组(快响应、抗辐射)结合降本、降功耗、降耗散优势,预计 2030 年前 InSe 晶圆或成为高端芯片重要备选材料。
来源:万物云联网