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| 让摩尔定律继续发挥作用 | ||||||||||
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| 在，人们正在研究如何使计算机变得更小更有效，而纳米导线半导体在替代传统计算机的研究中正处于领先地位。不过直到现在，用纳米导线半导体制成的集成电路并不实用，因为它们需要耗费太多的电量，并且制造困难。日前，加州理工大学的研究人员找出了一种制造高效纳米导线集成电路的方法，他们相信这种方法可用于大规模生产。 加州理工大学的研究首次展示了当今标准的半导体互补性氧化金属半导体(CMOS)中，如何利用纳米导线，通过一个工序使它大规模生产。以前关于纳米导线半导体的研究都是利用旧的耗能的技术。有限的几种利用纳米导线的CMOS型集成电路都是一次性的演示模型，并不适合大规模生产。 CMOS依赖两种半导体，即N型半导体和P型半导体。大规模制造纳米导线CMOS设备的一个困难是，没有可靠的制造N型纳米导线半导体的方法。由制造过程不纯正引起N型纳米导线半导体表面的一个微小变化，都会使半导体性能出现很大的不同，甚至会使它们显现出P型半导体的特性。通过研究纳米导线对表面变化如何反应，研究人员找到了解决不纯正引起表面变化的方法，这使它们可以制造出可靠的设备。 另一个挑战是如何把两种不同类型的纳米导线半导体封装在同一个表面，并且通过一种可以大规模生产的方式。加州理工大学的研究人员找出一种棋盘模式，来变换P型硅格和N型硅格。这样，他们可以把硅格刻在高密度纳米导线的封装线上，形成N型纳米导线和P型纳米导线，这些纳米导线可以很容易地制成半导体和集成电路。研究人员在试验中用了相对较慢的电子束光刻法来连接这些纳米导线，他们表示，在大规模生产中，也可以用较快的光刻法来制造同样的高密度集成电路。 加州理工大学的研究人员目前已经研究出纳米导线中心间距为30纳米的逻辑门，这比目前其他所有技术制造出的先进设备线路密度都大。但研究人员表示，他们在试验中并没有把最小尺寸作为主要目标。他们可以做得更密，能至少把间距再减少一半。密度增大可以使一个芯片上容纳更多的半导体，从而计算能力也更强大。 加州理工大学这项研究的最先应用，可能是一种超灵敏且价格便宜的感应器，它可以从一小份样本如一滴血液中找出上百种癌症的病因。研究人员预计，这项应用可在5年内商业化。该方法能首先在感应器中能得到应用，例如，可把纳米导线表面结合一小段DNA制成感应器，当把血液样本放在这段DNA上时，如果样本中的病因DNA能与它发生作用，纳米导线就可以感应到它们的相互作用并显示出来。感应不同病因的上百个纳米导线感应器可以很容易地封装在一个手提设备的小的芯片中，另外两种类型的纳米导线半导体可以自动地检测出假阳性。 在传统的计算机芯片制造方法越来越接近物理学极限的今天，人们正在寻找新的芯片制造方法，例如碳纳米管半导体，以及用有机分子做半导体的分子集成电路。每种方法都有自己的特点，而纳米导线集成电路的优势之一是它可用传统上制造芯片的材料硅制造，另外，纳米导线非常容易排列。 斯坦福大学化学系教授戴洪杰(音译)曾用碳纳米管制成相似的集成电路，他认为，加州理工大学研究小组的工作是纳米电子学的一重大进展，他表示，用纳米导线制造CMOS，“对纳米导线在电子设备的未来应用是非常重要的”。 文章出处：科技日报 |
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