จีนคิดวิธีผลิต “เซมิคอนดักเตอร์รุ่นใหม่” ในปริมาณมาก ปูทางสู่ชิปแห่งอนาคต

สำนักข่าวซินหัวรายงานจากกรุงปักกิ่ง ประเทศจีน เมื่อวันที่ 19 ก.ค. ว่า งานวิจัยที่เผยแพร่ทางออนไลน์ในวารสารไซแอนซ์ (Science) เมื่อวันศุกร์ที่ผ่านมา ดำเนินการโดยทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยปักกิ่งและมหาวิทยาลัยเหรินหมินแห่งประเทศจีน

วงจรรวมถือเป็นรากฐานสำคัญของเทคโนโลยีข้อมูลสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ประสิทธิภาพของชิปซิลิคอนเริ่มเข้าใกล้ขีดจำกัดทางกายภาพ การพัฒนาวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานต่ำ จึงได้รับความสนใจในวงการวิจัยและพัฒนาทั่วโลก

อินเดียมซีลีไนด์เป็นที่รู้จัก ในฐานะวัสดุเซมิคอนดักเตอร์คุณภาพเยี่ยม ทว่าการผลิตวัสดุชนิดนี้ในปริมาณมากและยังคงคุณภาพสูงไว้ได้นั้น เป็นเรื่องยากมาโดยตลอด ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการนำไปใช้งานในวงจรรวมอย่างแพร่หลาย

ศ.หลิว ไคฮุย จากคณะฟิสิกส์ประจำมหาวิทยาลัยปักกิ่ง กล่าวว่า ความท้าทายหลักอยู่ที่การควบคุมอัตราส่วนอะตอมของอินเดียมและซีลีเนียมให้อยู่ที่สัดส่วน 1:1 อย่างแม่นยำระหว่างกระบวนการผลิต

ทีมวิจัยให้ความร้อนกับฟิล์มอินเดียมซีลีไนด์ที่โครงสร้างยังไม่เป็นผลึกสมบูรณ์ และอินเดียมที่อยู่ในสถานะของแข็งในสภาพแวดล้อมแบบปิด อะตอมของอินเดียมที่ระเหยออกมาได้ก่อตัวเป็นชั้นของเหลวที่เต็มไปด้วยอินเดียมบริเวณขอบของฟิล์ม ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของผลึกอินเดียมซีลีไนด์คุณภาพสูง ซึ่งมีโครงสร้างอะตอมเป็นระเบียบในที่สุด

วิธีการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอัตราส่วนอะตอมที่ถูกต้องของอินเดียมและซีลีเนียม และเอาชนะอุปสรรคสำคัญในการเปลี่ยนอินเดียมซีลีไนด์จากการวิจัยในห้องปฏิบัติการไปสู่การประยุกต์ใช้ในทางวิศวกรรม

ทีมงานสามารถผลิตแผ่นเวเฟอร์อินเดียมซีลีไนด์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เซนติเมตรได้สำเร็จ และสร้างแผงทรานซิสเตอร์ประสิทธิภาพสูงในปริมาณมาก ซึ่งสามารถนำไปใช้ในอุปกรณ์วงจรรวมโดยตรงได้ทันที

ความก้าวหน้าครั้งนี้ปูทางสำหรับการพัฒนาชิปรุ่นถัดไปที่มีประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานต่ำ ซึ่งคาดว่าจะถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในหลากสาขาล้ำสมัย เช่น ปัญญาประดิษฐ์ (เอไอ) การขับขี่อัตโนมัติ และอุปกรณ์เชื่อมต่ออัจฉริยะในอนาคต.

ข้อมูล-ภาพ : XINHUA