【產(chǎn)通社，12月17日訊】阻礙石墨烯半導(dǎo)體商用的“三座大山”被推倒了！初創(chuàng)公司Destination 2D在CMOS兼容工藝條件下，成功實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量石墨烯的晶圓級(jí)合成，開發(fā)了工業(yè)規(guī)模的晶片級(jí)沉積工具CoolC GT300，打開了石墨烯入列CMOS工藝的商用大門。

石墨烯半導(dǎo)體被認(rèn)為是延長摩爾定律壽命的最佳選擇，這個(gè)薄片狀的碳材料提供了優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。但沉積石墨烯的高溫、與傳統(tǒng)CMOS制造不兼容、未摻雜石墨烯片的電荷載流子密度相對(duì)較低三大難題猶如“三座大山”，阻礙著石墨烯在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的商用。

IEEE論文顯示，初創(chuàng)公司Destination 2D采用CMOS兼容工藝，成功實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量石墨烯的晶圓級(jí)合成，開發(fā)出300攝氏度下將石墨烯互連沉積到硅芯片上的系列技術(shù)。Destination 2D開發(fā)的這種摻雜石墨烯片，電流密度是銅的100倍。

實(shí)際上，Destination 2D并不是唯一一家石墨烯互連公司，臺(tái)積電和三星也在努力使這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到商用標(biāo)準(zhǔn)，但Destination 2D是唯一一家將石墨烯直接沉積在晶體管芯片頂部的公司，而不是單獨(dú)生長互連并在事后將它們附著在芯片上。

Destination 2D使用壓力輔助直接沉積技術(shù)，使用鎳作為犧牲金屬膜。犧牲膜放置在晶體管芯片的頂部，碳源沉積在頂部。然后，使用大約410到550千帕壓力，讓碳穿過犧牲金屬，并在下面重新組合成干凈的多層石墨烯。然后，簡(jiǎn)單地移除犧牲金屬，將石墨烯留在芯片上用于圖案化。這種技術(shù)在300°C的溫度下工作，這一溫度足夠低，不會(huì)損壞下面的晶體管。

石墨烯互連被圖案化后，石墨烯層被摻雜以降低電阻率并提高其載流能力。摻雜原子可以不同，例如氯化鐵、溴和鋰。一旦植入，摻雜劑就會(huì)向石墨烯片提供電子(或其材料中的對(duì)應(yīng)物，電子空穴)，從而允許更高的電流密度。

不像銅，這種技術(shù)很有前途。隨著石墨烯互連的縮小，它們的載流能力提高了，因?yàn)榫�徑更細(xì)時(shí)嵌入技術(shù)更有效，使該技術(shù)在未來能支持許多代半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。

除了芯片級(jí)石墨烯互連技術(shù)，Destination 2D還為晶圓廠開發(fā)了工業(yè)規(guī)模的晶片級(jí)沉積工具CoolC GT300，希望通過合作將這些前沿CMOS工藝技術(shù)投入批量生產(chǎn)中。

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http://spectrum.ieee.org/graphene-semiconductor-2670398194。（Robin Zhang，產(chǎn)通數(shù)造）