日本東京大學產業科學研究所的研究人員開發出不使用矽的微型晶體管。該團隊將鎵摻雜於氧化銦中，並經過結晶處理，製造出一種支持電子運動的材料。
晶體管在日常電子產品中無處不在，從智能手機到智能家居，從汽車到飛機，晶體管都是現代電子技術的核心。儘管矽基晶體管促進了新技術的發展，但隨著電子設備尺寸的進一步縮小，矽的局限性也逐漸顯現，從中提取更多性能變得越來越困難，因此研究人員正尋找新的替代方案。
在尋求進一步微型化晶體管的同時，研究人員也在探索如何改進晶體管設計。晶體管的閘極決定其開關狀態。研究人員希望設計一種完全包圍通道的閘極，以提高效率和可擴展性。東京大學的研究員陳安蘭表示：「通過將閘極完全包裹在通道周圍，我們可以提高效率和可擴展性。」
在設計中放棄矽的同時，研究人員也擺脫了其局限性。然而，氧化銦在某些方面需要改進，以便更好地與電流配合。因此，研究團隊決定將其摻雜鎵。
氧化銦已知存在氧空位缺陷，這會導致設備不穩定，摻雜鎵可以解決這些氧空位問題，從而提高晶體管的可靠性。研究團隊使用原子層沉積技術，逐層覆蓋通道區域，形成薄膜的鎵摻雜氧化銦（InGaOx）。沉積完成後，薄膜經過加熱形成支持電子運動的晶體結構。
研究團隊成功開發出一種金屬氧化物場效應晶體管（MOSFET），其設計採用全包圍閘極。陳安蘭在新聞稿中補充道：「我們的全包圍閘極 MOSFET，含有鎵摻雜的氧化銦層，實現了高達 44.5 cm²/Vs 的電子移動率。」
該設備在施加應力下穩定運行近三小時，顯示出良好的可靠性。研究人員還報告指出，他們的 MOSFET 超越了以往開發的其他設備，為可靠的高密度電子元件的開發鋪平了道路，這些元件可能在人工智能或大數據處理等未來領域中發揮作用。
進一步縮小晶體管的尺寸，表明下一代技術將伴隨著設備尺寸的進一步縮小。更重要的是，這項研究展示了材料設計的探索能夠為未來應用提供超越矽的解決方案。
這項研究成果已在 2025 年 VLSI 技術與電路研討會上分享。
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