在“十四五"規(guī)劃與2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)指引下，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正加速攻克關(guān)鍵核心技術(shù)。錫基鈣鈦礦作為新型無鉛半導(dǎo)體材料，因其優(yōu)異特性被視為實現(xiàn)彎道超車的重要方向，但其實際應(yīng)用一直受限于Sn2?易氧化、結(jié)晶質(zhì)量差等技術(shù)瓶頸。

近日，復(fù)旦大學(xué)研究團隊在《Nature Communications》發(fā)表重要研究成果，通過低維模板引導(dǎo)結(jié)晶與延遲結(jié)晶動力學(xué)調(diào)控策略，成功制備出高遷移率(43 cm2V?1s?1)、高開關(guān)比(>10?)的錫基鈣鈦礦晶體管。值得一提的是，該研究關(guān)鍵數(shù)據(jù)均通過澤攸科技JS系列臺階儀進行精確表征，為突破性成果的取得提供了重要支撐。

薄膜厚度精準(zhǔn)控制：器件性能的關(guān)鍵保障

在該項研究中，薄膜厚度的精準(zhǔn)控制對器件性能至關(guān)重要。研究人員使用了澤攸科技的JS系列臺階儀對旋涂并退火后的鈣鈦礦薄膜進行了精確的厚度表征，確認(rèn)了優(yōu)化后的薄膜厚度均一地保持在約40nm。

這種納米級的精密測量數(shù)據(jù)為理解薄膜形貌與器件性能之間的構(gòu)效關(guān)系提供了關(guān)鍵的實證支持，最終助力該器件在氮氣環(huán)境中存儲30天后仍能保持高度的電學(xué)穩(wěn)定性。

技術(shù)創(chuàng)新亮點：低維模板引導(dǎo)結(jié)晶動力學(xué)調(diào)控

研究團隊創(chuàng)新性地引入苯乙基銨硫氰酸鹽(PEASCN)與甲酸甲脒(FAHCOO)/碘化銨(NH?I)協(xié)同策略，成功實現(xiàn)了錫基鈣鈦礦薄膜結(jié)晶過程的精確調(diào)控。

這一策略通過延遲結(jié)晶動力學(xué)，為低維中間相的自組裝提供了充足時間窗口，最終在退火過程中引導(dǎo)高維相沿垂直方向有序外延生長，顯著提升了薄膜質(zhì)量。

氧化抑制與薄膜質(zhì)量協(xié)同提升

針對錫基鈣鈦礦材料面臨的核心挑戰(zhàn)，研究通過多重機制協(xié)同解決Sn2?易氧化難題。實驗結(jié)果顯示，PEASCN-FAHCOO基薄膜具有致密均勻的形貌，表面粗糙度降至5.5 nm，為高性能晶體管奠定了材料基礎(chǔ)。

卓yue 器件性能與穩(wěn)定性

基于優(yōu)化的錫基鈣鈦礦薄膜，研究團隊制備的場效應(yīng)晶體管展現(xiàn)出卓yue 的電學(xué)性能：室溫遷移率達43 cm2V?1s?1，開關(guān)比超過10?，亞閾值擺幅為0.66 V/dec。

更為重要的是，該器件表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。未封裝器件在氮氣環(huán)境中存儲30天后，遷移率仍保持初始值的82%，在5000次開關(guān)循環(huán)后，開/關(guān)比保持率高達98.3%。

澤攸科技JS系列臺階儀：國產(chǎn)gao 端測量設(shè)備的驕傲

澤攸科技JS系列臺階儀作為國產(chǎn)高精度表面測量設(shè)備的代表，憑借其創(chuàng)新的技術(shù)架構(gòu)、靈活的應(yīng)用場景及可靠的測量性能，可以對微納結(jié)構(gòu)進行膜厚和臺階高度、表面形貌等的精確測量。

澤攸科技JS系列臺階儀

作為國產(chǎn)科學(xué)儀器的突破性成果，JS系列臺階儀打破了國外品牌在gao 端表面測量設(shè)備領(lǐng)域的長期壟斷，憑借高性價比與本地化服務(wù)優(yōu)勢，正成為國內(nèi)高校、科研機構(gòu)及制造企業(yè)的優(yōu)選設(shè)備。

此項研究不僅展示了我國在新材料領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，也證明了國產(chǎn)gao 端科學(xué)儀器在支撐前沿科學(xué)研究中的重要作用。澤攸科技JS系列臺階儀的精準(zhǔn)測量為研究成果提供了可靠數(shù)據(jù)支持，彰顯了國產(chǎn)科學(xué)儀器的技術(shù)實力。