三星发现新型半导体材料，加速使下一代芯片更小更快

我爱方案网7 月 7 日讯，继英国曼彻斯特大学的研究团队发现被称为“理想的新材料”的石墨烯 16 年后，近日又一种具有重大意义的新材料被发现。

据悉，三星高级技术学院（SAIT）的研究人员与蔚山国立科学技术学院（UNIST）和剑桥大学合作，发现了一种名为非晶态氮化硼(a-BN)的新材料。该材料可以在仅 400°C 的低温下以晶圆级生长，因此，非晶氮化硼有望被广泛应用于诸如 DRAM 和 NAND 解决方案之类的半导体中，尤其是在大规模服务器的下一代存储解决方案中。

该非晶态氮化硼(a-BN)的新材料，由具有非晶分子结构的硼和氮原子组成。尽管非晶态氮化硼衍生自白色石墨烯，其中包括以六边形结构排列的硼和氮原子，但实际上 a-BN 的分子结构使其与白色石墨烯拥有独特的区别。非晶氮化硼具有同类最佳的超低介电常数 1.78，具有强大的电气和机械性能，可以用作互连隔离材料以最大程度地减少电干扰。

图自：Samsung Newsroom

据了解，SAIT 一直在研究二维（2D）材料——具有单原子层的晶体材料的研究和开发。具体而言，该研究所一直致力于石墨烯的研究和开发，并在该领域取得了突破性的研究成果，例如开发新的石墨烯晶体管以及生产大面积单硅片石墨烯的新方法。

三星电子技术学院计划今后继续开发下一代材料，例如与国内外大学进行技术合作。三星高级技术学院 2D 材料研究与开发主任朴盛俊说：“ 2D 材料和它们衍生的新材料二次开发正在加速，需要学术界和企业的进一步研究和开发。但是学术界和公司需要进行额外的研究和开发。我们不仅将继续研究和开发新材料，还将提高其工艺适用性。”

SAIT 的石墨烯项目负责人兼首席研究员 Hyeon-Jin Shin 表示，“为了增强石墨烯与基于硅的半导体工艺的兼容性，应在低于 400°C 的温度下在半导体衬底上进行晶圆级石墨烯生长。我们还在不断努力，将石墨烯的应用范围扩展到半导体以外的领域。”

SAIT 副总裁兼无机材料实验室负责人 Park Seongjun Park 指出，“最近，人们对 2D 材料及其衍生的新材料的兴趣不断增加。但是，将材料应用于现有的半导体工艺仍然存在许多挑战。我们将继续开发新材料来引领半导体范式的转变。”

三星电子 2D 材料研发历史：2012 年：使用石墨烯开发新的晶体管结构；2014 年：解决了石墨烯半导体晶片上无法生成的限制，在晶片上形成了世界上第一层纯石墨烯层，并开发了用于大规模生产的源技术；2017 年：摆脱现有石墨烯的规则六边形网格结构，碳原子以无规形式连接的石墨烯结构开发，大面积成功合成；2020 年：发现世界上最低的介电常数 1.78 新材料“非晶态氮化硼”。

三星电子表示，通过发现新的半导体材料，已经向“理想半导体”迈出了一步，未来的半导体芯片将会变得更小更快。