革命性突破：東京大學研發摻鎵氧化銦晶體管，開啟后硅時代新篇章
發布時間：2025-7-1 10:52
發布者：eechina
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近日，東京大學工業科學研究所的研究團隊宣布了一項顛覆性技術突破——成功開發出一種基于摻鎵氧化銦（InGaOx）晶體材料的新型晶體管，有望取代傳統硅基半導體，為高性能計算和下一代電子設備帶來革命性變革。這一成果不僅突破了硅基晶體管的物理極限，還可能延續摩爾定律的生命力，推動人工智能、大數據等領域的跨越式發展。 晶體管作為現代電子設備的核心元件，其性能直接影響計算效率與能耗表現。然而，隨著半導體工藝不斷微縮，硅基晶體管已逐漸逼近物理極限，難以滿足日益增長的高算力需求。東京大學團隊另辟蹊徑，采用具有高度有序晶體結構的摻鎵氧化銦作為新型半導體材料，通過鎵摻雜有效抑制了氧化銦中的氧空位缺陷，顯著提升了載流子遷移率與器件穩定性。 
在結構設計上，研究團隊創新性地采用了“全環繞柵極”（Gate-All-Around, GAA）架構，使控制電流的柵極完全包裹電子通道，從而大幅提升晶體管的開關效率與可微縮性。制造過程中，團隊利用原子層沉積技術逐層構建InGaOx薄膜，并通過精確的熱處理工藝將其轉化為理想的晶體結構，最終成功制備出高性能金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）。 測試數據顯示，這款新型晶體管的電子遷移率達到44.5 cm²/Vs，并在持續近三小時的高壓應力測試中展現出卓越的穩定性，性能遠超同類硅基器件。這一突破不僅為高密度、高可靠性的電子元件開發提供了新思路，也為人工智能、云計算和大數據處理等需要超高算力的應用場景提供了更高效的解決方案。 |
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