前些日子，麻省理工學院工程師開發(fā)了一種新技術可能大大降低晶圓製造的總體成本，並且能製造比傳統(tǒng)矽材料性能更高的半導體材料器件。
這種新方法的基本過程是使用石墨烯作為一種“複製機器”，再將複雜的晶體圖案從下面的半導體晶片轉(zhuǎn)移到相同材料的頂層。這種工藝可用于設計未來的新二維半導體材料晶圓，例如二硒化鎢，二硒化鉬、黑磷等，如果這些新材料未來會被應用於晶片製造的話。
工程師制定了精心控制的程式，將單張石墨烯放在昂貴的晶圓上。然後他們在石墨烯層上生長半導體材料。他們發(fā)現(xiàn)石墨烯足夠薄以致看起來不可見，然後頂層的材料透過石墨烯看到下面的晶體晶片，印記其圖案而不受石墨烯的影響。
石墨烯也相當“滑”，並且不容易粘附到其他材料上，使得工程師可以在其結構被印刻後從晶片上簡單地剝離頂部半導體層。
在傳統(tǒng)的半導體製造中，一旦晶圓被轉(zhuǎn)移，晶圓與半導體的結合力非常強幾乎不可能在不破壞兩層的情況下分離。但通過新技術，製造商現(xiàn)在可以使用石墨烯作為中間層，允許他們複製和粘貼晶圓，從晶圓上分離複製的薄膜，並重複使用晶圓多次。這樣除了節(jié)省晶圓成本之外，這也為探索和研究更多具有潛力的半導體材料提供了機會。
至今，半導體行業(yè)一直停留在矽片上，儘管我們已經(jīng)找到了性能更好的半導體材料，例如硒化鎢、但由於成本的原因，我們還沒有能夠完全開發(fā)它們，能實現(xiàn)商業(yè)化的半導體不僅是性能，還有成本。”
在石墨烯被發(fā)現(xiàn)之初，人們希望可以用石墨烯製造出非?？焖俚碾娮悠骷?，但事實證明，理想和現(xiàn)實永遠有差距，石墨烯雖然具有超強的導電性，但卻是零帶隙材料，阻止電子流過石墨烯非常困難，這使得它成為一種優(yōu)秀的導體，但卻是一種不好的半導體。因為要想使電晶體工作，它必須能夠打開和關閉電子的流動，以產(chǎn)生一個1和0的模式，指示設備如何執(zhí)行一組計算。
因此，研究人員沒有專注于石墨烯的電性能，而是研究了這種材料的機械特性。因為它是一種非常強大的超薄材料，在水準方向上原子之間形成非常強的共價鍵，它的范德華力非常弱，這意味著它不會與任何垂直方向發(fā)生反應，這使得石墨烯表面非常光滑。
所以美國科學家認為，具有超薄特氟隆特性的石墨烯可以夾在晶片和半導體層之間，提供幾乎不可察覺的不粘表面，通過該表面，新型半導體材料的原子可以在晶片的晶體圖案中重新排列。材料一旦被印刷，就可以簡單地從石墨烯表面剝離，使製造商能夠重新使用原始的晶圓。
研究人員已成功地將他們的技術應用于未來具有潛力的晶圓和半導體材料，包括硒化鎢、硫化鎢、磷化銦，總之，這項新技術使得製造商可以應用于矽片和任何性能更高的材料。
雖然，石墨烯本身很難作為半導體材料，但是卻可以將它應用到新半導體的製造工藝中，這項技術可能徹底改變半導體異質(zhì)結構的薄膜生長，形成新穎的電子和光學器件應用?！闭雇磥?，研究人員計畫設計一個可重複使用的“母晶片”，創(chuàng)造出多功能，高性能的設備。以石墨烯作為媒介，不必擔心晶圓的成本，就相當於一臺影印機，可以複印任何的半導體器件，然後剝離它，再重新使用晶圓。
雖然，石墨烯本身很難作為半導體材料，但是卻可以將它應用到新半導體的製造工藝中，這項技術可能徹底改變半導體異質(zhì)結構的薄膜生長，形成新穎的電子和光學器件應用?！闭雇磥?，研究人員計畫設計一個可重複使用的“母晶片”，創(chuàng)造出多功能，高性能的設備。以石墨烯作為媒介，不必擔心晶圓的成本，就相當於一臺影印機，可以複印任何的半導體器件，然後剝離它，再重新使用晶圓。
