自旋電子器件制造工藝獲新突破 或成半導(dǎo)體芯片行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)
自旋電子器件制造工藝獲新突破 或成半導(dǎo)體芯片行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)
來源：科技日?qǐng)?bào)
科技日?qǐng)?bào)北京3月22日電 （記者張夢(mèng)然）美國(guó)明尼蘇達(dá)雙城大學(xué)研究人員和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種制造自旋電子器件的突破性工藝，該工藝有可能成為半導(dǎo)體芯片新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。半導(dǎo)體芯片是計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和許多其他電子產(chǎn)品的核心部件，新工藝將帶來更快、更高效的自旋電子設(shè)備，并且使這些設(shè)備比以往更小。研究論文發(fā)表在最近的《先進(jìn)功能材料》上。
自旋電子學(xué)對(duì)于構(gòu)建具有新功能的微電子設(shè)備來說非常重要。半導(dǎo)體行業(yè)不斷嘗試開發(fā)越來越小的芯片，最大限度地提高電子設(shè)備的能效、計(jì)算速度和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量。自旋電子設(shè)備利用電子的自旋而不是電荷來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，為傳統(tǒng)的基于晶體管的芯片提供了一種有前途且更有效的替代方案。這些材料還具有非易失性的潛力，這意味著它們需要更少的能量，并且即使在移除電源后也可存儲(chǔ)內(nèi)存和執(zhí)行計(jì)算。
十多年來，自旋電子材料已成功集成到半導(dǎo)體芯片中，但作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的自旋電子材料鈷鐵硼的可擴(kuò)展性已達(dá)到極限。目前，工程師無法在不失去數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力的情況下制造小于20納米的器件。
明尼蘇達(dá)大學(xué)研究人員通過使用鐵鈀材料替代鈷鐵硼，可將材料縮小到5納米的尺寸，從而克服了這一難題。而且，研究人員首次能夠使用支持8英寸晶圓的多室超高真空濺射系統(tǒng)在硅晶圓上生長(zhǎng)鐵鈀。
研究人員表示，這項(xiàng)成果在世界上首次表明，在半導(dǎo)體行業(yè)兼容的基板上生長(zhǎng)這種材料可縮小到小于5納米。
