محققان چینی به پیشرفت بزرگی در صنعت ساخت ویفرهای نیمه هادی دو بعدی دست پیدا کردند.
طبق گزارش گروه علم و فناوری های فن تک و به نقل از ساوت چاینا مورنینگ پست(SCMP)؛ دانشمندان چینی موفق شدند ویفرهای دو بعدی در ابعاد یک اتم بسازند. طبق ادعای سازندگان ویفر جدید 30.5 سانتی‌متر طول و ضخامتی به اندازه یک اتم (D2) نام دارد. این ویفرهای ارزان قیمت می توانند صنعت تراشه را متحول کنند. البته، محققان هنوز به زمان بیشتری نیاز دارند تا بتوانند ویفرهای جدید را به ریزتراشه های قابل استفاده تبدیل کنند. این ویفرها بعد از تکمیل قادر قادرند تراشه های سیلیکونی را به چالش بکشند.
ویفر تراشه به ضخامت یک اتم
از آنجایی که این ویفرها ضخامت خیلی کمی دارند مواد D2 ویزگی های مهم یک تراشه را از خود نشان می دهند. با این حال، محققان برای افزایش اندازه ویفرها و تولید آنها با چالش های مواجه هستند. . پروفسور لیو کایهویی از دانشگاه پکن و رهبر این تیم تحقیقاتی در مورد پروژه تیمش گفت:"ما توانستیم به صنعت تراشه ثابت کنیم از نظر علمی قادر به انجام این کار هستیم و به آنها وابسته نمی مانیم. ما همچنان به پیشرفت های خود در این زمینه ادامه خواهیم داد."
نتایج این مطالعه به تازگی در مجله علمی Science Bulletin منتشر شده است. ویفرهای جدید نسبت به تراشه های سیلیکونی مزایای بیشتری دارد. در حالت عادی وقتی ترانزیستورهای سیلیکونی نازکتر می شوند، کنترل ولتاژ آنها کار سختی است. این اتفاق حتی زمانی که جریان در دستگاه قطع می شود، ادامه پیدا می کند. بنابراین، ما شاهد مصرف بیشتر انرژی و افزایش دما خواهیم بود.
ماده دو بعدی جدید از جامدات کریستالی به همراه یک یا چند لایه اتمی تشکیل می شوند. به علت ضخامت اتمی لایه ها، ویفرها دارای خواص فیزیکی منحصر به فردی هستند که می تواند در ساخت تجهیزات الکترونیکی با بهره وری بالا کاربرد داشته باشد. پرفسور لیو در ادامه گفت:"ترانزیستورهایی که از یک لایه دو بعدی معمولی MoS2 با ضخامت نانومتر ساخته می شوند خیلی عملکرد بهتری نسبت به ترانزیستورهایی که با ضخامت سیلیکون ساخته می شوند؛ دارند.
برخی از این مواد دو بعدی در ساخت مدارهای مجتمع 1 نانومتری و حتی کوچکتر از آن استفاده می شوند. این مواد در صنعت تراشه شناخته شده اند و می توانند فراتر ازقانون مور عمل کنند. طبق قانون مور سرعت پردازش یا توان پردازش باید دو برابر شود. به همین علت است که ما هر دو سال یکبار، شاهد افزایش دو برابری تعداد ترانزیستورها هستیم. اما، این قاعده در مورد ویفرها صادق نیست. معمولا دانشمندان در ساخت ویفرهای مواد دو بعدی با یکنواختی و عملکرد دستگاه مشکل دارند. ویفرهای جدید را می توان لایه لایه روی هم قرار داد.
تولید انبوه
پرفسور گودونگ می گوید:"ما یک رویکرد جدید را توسعه دادیم.با استفاده از روش تامین سطح به سطح که رشد یکنواخت را تضمین می کند. در ساخت ویفر MoS2، یک صفحه کریستالی کالکوژنید (ZnS) به همراه نمک های مذاب پراکنده در محلول (Na2MoO4) به عنوان عناصر اصلی سازنده استفاده می شود.
طبق ادعای تیم مهندسی در حال حاضر تجهیزات مورد نیاز تولید انبوه ویفرهای جدید در آزمایشگاه مواد دریاچه سونگشان، مستقر شده اند. هر کدام از این دستگاه ها می توانند 10000 قطعه ویفر دو بعدی تولید کنند.