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Jan 03, 2024

MIT 엔지니어, Atom으로 반도체 칩 기술 혁신

작성자: Adam Zewe, MIT 연구원 2023년 5월 1일

작성자: Adam Zewe, Massachusetts Institute of Technology 2023년 5월 1일

MIT 연구원들은 2D 재료를 실리콘 회로에 통합하는 저온 성장 기술을 혁신하여 더 밀도가 높고 더 강력한 칩을 위한 길을 열었습니다. 새로운 방법에는 실리콘 칩 바로 위에 2D 전이금속 디칼코게나이드(TMD) 재료 층을 성장시키는 방법이 포함되는데, 이 공정에는 일반적으로 실리콘을 손상시킬 수 있는 높은 온도가 필요합니다.

새로운 저온 성장 및 제조 기술을 통해 2D 재료를 실리콘 회로에 직접 통합할 수 있어 더 밀도가 높고 강력한 칩을 만들 수 있습니다.

Researchers from MITMIT is an acronym for the Massachusetts Institute of Technology. It is a prestigious private research university in Cambridge, Massachusetts that was founded in 1861. It is organized into five Schools: architecture and planning; engineering; humanities, arts, and social sciences; management; and science. MIT's impact includes many scientific breakthroughs and technological advances. Their stated goal is to make a better world through education, research, and innovation." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">MIT have developed a low-temperature growth process to directly integrate 2D materials onto silicon chips, enabling denser and more powerful semiconductorsSemiconductors are a type of material that has electrical conductivity between that of a conductor (such as copper) and an insulator (such as rubber). Semiconductors are used in a wide range of electronic devices, including transistors, diodes, solar cells, and integrated circuits. The electrical conductivity of a semiconductor can be controlled by adding impurities to the material through a process called doping. Silicon is the most widely used material for semiconductor devices, but other materials such as gallium arsenide and indium phosphide are also used in certain applications." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> 반도체. 이 기술은 고온 및 재료 전달 결함과 관련된 이전 문제를 우회합니다. 또한 성장 시간을 줄이고 더 큰 8인치 웨이퍼 전체에 균일한 레이어를 허용하므로 상업용 애플리케이션에 이상적입니다.

자연스러운 인간 언어를 생성하는 챗봇과 같은 새로운 AI 애플리케이션에는 더 밀도 있고 강력한 컴퓨터 칩이 필요합니다. 그러나 반도체 칩은 전통적으로 박스형 3D 구조인 벌크 재료로 만들어졌기 때문에 더 조밀한 통합을 위해 여러 층의 트랜지스터를 적층하는 것은 매우 어렵습니다.

그러나 두께가 원자 3개 정도에 불과한 초박형 2D 재료로 만든 반도체 트랜지스터를 쌓아서 더 강력한 칩을 만들 수 있습니다. 이를 위해 MIT 연구원들은 완전히 제작된 실리콘 칩 바로 위에 직접 2D 전이금속 디칼코게나이드(TMD) 물질 층을 효과적이고 효율적으로 "성장"하여 밀도 높은 통합을 가능하게 하는 새로운 기술을 시연했습니다.

Growing 2D materials directly onto a silicon CMOS wafer has posed a major challenge because the process usually requires temperatures of about 600 degrees CelsiusThe Celsius scale, also known as the centigrade scale, is a temperature scale named after the Swedish astronomer Anders Celsius. In the Celsius scale, 0 °C is the freezing point of water and 100 °C is the boiling point of water at 1 atm pressure." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> 섭씨, 실리콘 트랜지스터와 회로는 400도 이상으로 가열되면 파손될 수 있습니다. 이제 MIT 연구진의 학제간 팀은 칩을 손상시키지 않는 저온 성장 공정을 개발했습니다. 이 기술을 사용하면 2D 반도체 트랜지스터를 표준 실리콘 회로 위에 직접 통합할 수 있습니다.