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近日，東京大學工業(yè)科學研究所的研究團隊宣布了一項顛覆性技術突破——成功開發(fā)出一種基于摻鎵氧化銦（InGaOx）晶體材料的新型晶體管，有望取代傳統(tǒng)硅基半導體，為高性能計算和下一代電子設備帶來革命性變革。這一成果不僅突破了硅基晶體管的物理極限，還可能延續(xù)摩爾定律的生命力，推動人工智能、大數(shù)據(jù)等領域的跨越式發(fā)展。 晶體管作為現(xiàn)代電子設備的核心元件，其性能直接影響計算效率與能耗表現(xiàn)。然而，隨著半導體工藝不斷微縮，硅基晶體管已逐漸逼近物理極限，難以滿足日益增長的高算力需求。東京大學團隊另辟蹊徑，采用具有高度有序晶體結構的摻鎵氧化銦作為新型半導體材料，通過鎵摻雜有效抑制了氧化銦中的氧空位缺陷，顯著提升了載流子遷移率與器件穩(wěn)定性。 
在結構設計上，研究團隊創(chuàng)新性地采用了“全環(huán)繞柵極”（Gate-All-Around, GAA）架構，使控制電流的柵極完全包裹電子通道，從而大幅提升晶體管的開關效率與可微縮性。制造過程中，團隊利用原子層沉積技術逐層構建InGaOx薄膜，并通過精確的熱處理工藝將其轉化為理想的晶體結構，最終成功制備出高性能金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）。 測試數(shù)據(jù)顯示，這款新型晶體管的電子遷移率達到44.5 cm²/Vs，并在持續(xù)近三小時的高壓應力測試中展現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性，性能遠超同類硅基器件。這一突破不僅為高密度、高可靠性的電子元件開發(fā)提供了新思路，也為人工智能、云計算和大數(shù)據(jù)處理等需要超高算力的應用場景提供了更高效的解決方案。 |
