维也纳工业大学研究人员首次成功利用替代方法制造出硅锗(SiGe)晶体管,这一成果不仅使晶体管未来能够实现更小尺寸,还具备速度更快、能耗更低且能在极低温度下运行的特性,对量子芯片发展意义重大。

此前,电子元件多基于掺杂的半导体材料,通过添加外来原子改变材料电子特性,这一工艺是现代微电子技术基石之一。但随着纳米级元件出现,传统掺杂方法面临挑战,晶体管越小,掺杂随机波动影响越大,且温度敏感性也成为问题,电子元件在过低温度下载流子无法充分移动,这对量子计算机应用中经典电子晶体管与量子比特的结合造成阻碍。
为解决这些问题,维也纳工业大学纳米电子元件研究小组负责人Walter Weber教授介绍了一种新的掺杂形式——调制受体掺杂。该技术不直接掺杂半导体晶体本身,而是掺杂绝缘半导体材料的氧化层,通过远程耦合调整半导体特性,使氧化层提高半导体导电性,无需将外来原子掺入晶体。
维也纳工业大学研究小组与弗莱贝格学院和林茨约翰内斯开普勒大学合作,首次成功证明这种效应对硅锗的影响,并生产出功能性SiGe晶体管。Masiar Sistani博士称:“我们能够证明,MAD技术的导电性提高了4000多倍,开启性能得到改善,能耗也更低,这可能为新一代多功能纳米晶体管铺平道路。”对于量子芯片而言,该技术避免了传统掺杂技术在极低温度下载流子“冻结”的问题,即使在极低温度下,氧化层的掺杂仍然有效。
更多信息 :Andreas Fuchsberger 等人,调制受体掺杂 SiGe 肖特基势垒场效应晶体管,IEEE Electron Device Letters (2025)。













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