纳米碳管半导体应用2016为关键一年

据电路板打样厂家了解，纳米碳管(Nanotube)自1991年被NEC的研究员饭岛澄男博士发现以来，各界就不断投入研究。随着以矽为主要材料的半导体产业发展逐渐濒临极限，为了让摩尔定律(Moore’s Law)继续走下去，纳米碳管的应用逐渐成为呼声最高的解决方案之一。 

据电路板打样厂家了解，2016年或将是纳米碳管电晶体开始起跑的一年。纳米碳管本质上是石墨烯的原子薄层卷成管状而来，单壁纳米碳管直径只有1.2纳米(nm)，且其电子迁移率比标准矽芯片快了70倍以上，因此被认定为可取代矽，作为电晶体通道材料。 

研究人员已尝试用各种方法，要把预制好的纳米碳管置于矽电晶体的源极和汲极之间，而2002年至今，全球各地的实验室也不断开发在源极、汲极上就地生成纳米碳管的方法，只是结果都不如采用预制纳米碳管来得好。 

纳米碳管虽可用机械性方法轻易地制造出来，然在制造过程中会同时产生半导性及金属性碳管，而金属性碳管会导致电晶体故障，因此必须先将之去除。目前已成功开发出二种方法，其一为事先将金属性跟半导性碳管分离开来，其二则是事后再利用高压脉冲把金属性的部分除去。 

取得半导性碳管后，还必须研发将其放置到矽基板上之技术。直到IBM在2015年发表了新突破，成功地开发出在源极和汲极间置放纳米碳管时可自动对准(Self-Alignment)的方法，也为接下来应用于电晶体之路开启另一扇窗。此外，石墨烯在半导体上的应用也持续有所进展，例如德仪(TI)已开发出生成晶圆级石墨烯的方法。 

顾问公司Lux Research分析师指出，在石墨烯及纳米碳管的开发上，目前是由大陆位居领导地位，其整体产能足以支撑全球市场到2015年为止对纳米碳管的需求。然据其预测，2016年纳米碳管的需求将高过大陆产能所能负荷，这或许也意味着纳米碳管的应用可观。 

值得注意的是，在业界不断努力之下，除了纳米碳管外，还有如砷化镓(GaAs)及砷化铟镓(InGaAs)等III-V族化合物、黑磷(black phosphorus)、二硫化钼(molybdenum disulfide)等，这些材料于半导体领域的应用也都在积极地开发中。 

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