摩爾定律是指計(jì)算機(jī)芯片上的晶體管數(shù)量每隔2年左右會(huì)翻一番，并在過去數(shù)十年中成功驗(yàn)證。不過伴隨著生產(chǎn)工藝要求的提升，越來越多的人質(zhì)疑未來摩爾定律是否依然有效。

麻省理工學(xué)院和科羅拉多大學(xué)的工程師近日成功研發(fā)出新的微加工技術(shù)，可用于生產(chǎn)有史以來最小的3D晶體管，尺寸是目前主流商用產(chǎn)品的三分之一。

幾年前，芯片行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)是14nm生產(chǎn)工藝，是指每個(gè)晶體管的寬度。目前在商業(yè)領(lǐng)域，iPhone XR、iPhone XS和iPhone XS Max上裝備的A12 Bionic芯片就是7nm生產(chǎn)工藝，而且目前已經(jīng)有生產(chǎn)廠商開始試驗(yàn)5nm生產(chǎn)工藝。

而研究人員開發(fā)的一些新晶體管再次將其減半，根據(jù)測(cè)量創(chuàng)紀(jì)錄的達(dá)到2.5納米寬。

為了制造它們，該團(tuán)隊(duì)在新進(jìn)開發(fā)的微加工工藝熱原子層蝕刻（thermal ALE）基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。首先他們將稱之為銦鎵砷（indium gallium arsenide）的合金半導(dǎo)體材料暴露于氟化氫（hydrogen fluoride）上，用于在基板表面上形成薄薄的金屬氟化物層。

接下來該團(tuán)隊(duì)添加了一種名為二甲基氯化鋁（DMAC）的有機(jī)化合物，用于觸發(fā)配位體交換（ligand exchange）的化學(xué)反應(yīng)。DMAC中名為“l(fā)igands”的離子和金屬氟化物層中的原子結(jié)合，因此當(dāng)DMAC被清除時(shí)，它將單個(gè)原子從金屬表面上剝離。每次刻蝕僅0.2納米，當(dāng)重復(fù)數(shù)百次過程時(shí)，蝕刻精度可以達(dá)到令人驚嘆的地步。

該研究的第一作者盧文杰說：“這就有點(diǎn)像是一層層的剝洋蔥。在每個(gè)循環(huán)中，我們只能蝕刻掉2%的納米材料。這使我們具有超高的精度和對(duì)過程的精確控制。”研究人員使用該技術(shù)制造了FinFET（鰭片場(chǎng)效應(yīng)晶體管），通常情況下精度為5nm，而最高精度可以達(dá)到2.5納米。