亚洲大学研究团队为半导体产业打开技术突破口

by Paek Jongmin

Published 03 Jan.2025 13:00(KST)

Oilgwon 教授团队突破金属极限开发新型非晶准金属
有望成为半导体微缩化的重要转折点

亚洲大学 Oh Ilgwon 教授团队开发的、采用新型非晶准金属纳米超薄膜材料的半导体器件。随着半导体器件不断微缩、业界对更低电阻率金属材料需求日益增加，该技术有望成为引领未来技术的新型源头技术。照片由亚洲大学提供

韩国国内研究团队为在半导体工艺微缩过程中突破物理极限打开了技术性突破口。

亚洲大学表示，由 Oh Ilgwon 教授团队世界首次开发出一种与现有金属性质完全相反的非晶准金属纳米薄膜材料，并于3日对外公布。该研究已刊登在1月号全球权威学术期刊《Science》上。

Ajou大学教授 Oilgwon

此次开发的材料在技术特性上突破了传统金属的极限。传统金属在薄膜厚度变薄时，电子碰撞概率会增加，导致比电阻急剧升高，这是长期存在的问题。

但这次开发的拓扑准金属材料恰好相反，其厚度越薄，比电阻越低，具有这种创新特性。研究团队认为，该技术有望发展成为帮助半导体行业跨越当前难关的关键手段——在电路线宽急剧缩小到2纳米以下的背景下，业界在进一步微缩方面正面临巨大困难。

Ajou大学联合研究团队开发的新型非晶准金属纳米超薄膜材料示意图。蓝宝石晶体层（棕色）和铌晶体层（橙色）上方为Niobium Phosphide非晶层（紫色）。图片来源=Science

半导体中的金属布线是连接芯片内各个单元晶体管的必需工艺，对其高导电性和低比电阻有严格要求。然而，目前使用的铜（Cu）以及作为替代材料被提出的钼（Mo）、钌（Ru）等，都存在因厚度受限而导致比电阻增加的共性瓶颈。本次研究开发出的材料为解决这一问题提供了可能性，预计将有助于推动半导体行业微缩技术的发展。

该材料还有利于降低半导体工艺成本。此次开发的材料无需复杂的额外热处理工艺即可以非晶态实现，并且在较低生长温度下就能与现有工艺轻松集成。这意味着在替代或补充既有半导体工艺时，可以大幅减轻巨额前期投入负担，具有重要意义。