美國麻省理工學院 (MIT) 研究人員已開發出一項新技術,將可透過奈米碳管 (carbon nanotubes) 材料開發出尺寸更小、效能更高的微處理器晶片,而微處理器之於當前的電腦,就如同人體的大腦一般。
科學家經過多年研究,開發出低成本奈米碳管製程,可以應用在微電路設計上。奈米碳管是以石墨為材料所製成,其碳分子鏈結堅固,可以彎曲成又長又細的碳原子管。
對於這項技術,不少晶片製造商頗感興趣,希望以奈米碳管取代現有的銅線,讓電子的移動更快速,且尺寸更可縮減許多。對晶片製造商來說,這點至為緊要,因為他們必須持續改善產品效能,在同樣的矽晶體上封裝更多電路或電晶體。
MIT 實驗室的研究人員、材料科學教授 Carl V. Thompson 於週四時指出,可以想見的是,晶片不斷縮小電晶體尺寸來增加晶片上電晶體的密度,未來在奈米碳管電晶體上也是如此。不過,一改先前總是嘗試相同的作法,這回研究人員採取的手法,卻是在半導體產業早已司空見慣的製程。
這項技術係採用化學氣相沈積法,將電晶體的閘極由金屬材料取代現有的矽材,把鉭與鐵放在真空密閉的環境中氣化,讓材料在矽晶圓上沈澱,也就是直接在晶圓上長成奈米碳管。鍍膜好的晶圓會放在石英管的一端,這部分將會塞入火爐中。
在石英管一端的晶圓,溫度將保持在華氏 887 度;但在另一端,則是不同的溫度。接著,再從晶圓另一面把乙烯氣體泵入管中。
MIT 指出,當溫度到達華氏 1,472 度,乙烯將會分解,而晶圓上的鐵則會催化奈米碳管成形。研究人員希望不同的金屬與碳氫化合物氣體組合可降低催化劑溫度,甚至強化並改善奈米碳管之品質。
不過,奈米碳管技術在確保能夠帶來獲利之前,醫學研究人員卻有些疑慮,認為這對於健康潛藏著一些危險因子,而這項材料廣泛應用在許多產品當中,不只是電腦晶片而已。
研究顯示,若是吸入奈米碳管的毒性成分,如:石棉,將可能導致肺癌的發生。因此,科學家建議,在有更精確的研究結果之前,對於奈米碳管的使用仍應多加小心。
