MIT研究人员发现一种用于大规模生产昂贵电路的新型「复制/贴上」方法，在制造上覆石墨稀的「供体」晶圆后，采用「沉积－剥离」的方式，降低电路与下层晶圆的成本。

美国麻省理工学院(MIT)的研究人员最近发明了一种用于大规模生产昂贵电路的新型「复制/贴上」(copy/paste)方法。 这项技术是在制造上覆石墨稀的「供体」(donor)晶圆后，采用「沉积－剥离」(复制/贴上)的方式，从而降低电路与下层晶圆的成本。

该技术能有助于制造商以较简单且低成本的方式，结合硅(Si)以及诸如用于晶体管管信道的砷化镓(GaAs)等昂贵材料。

麻省理工学院教授Jeehwan Kim表示，「我们利用了石墨烯的强度及其润滑的特质，而非其电气性能，因而可制造昂贵材料的极薄电路，从而大幅降低使用特殊材料的总成本。 」

例如，目前，英特尔(Intel)、IBM等许多制造商正致力于硅晶圆上生长GaAs晶体管信道，但由于硅与GaAs之间的晶格无法匹配，终究无法达到高质量的结果。 然而，据Kim表示，采用远程外延的方式，能够分别从石墨烯顶部供体晶圆剥离的GaAs薄层上制造这些GaAs信道，并接合于硅晶圆上，而不至于造成任何晶格不匹配的问题。

研究人员利用仅沉积单原子层厚的石墨烯单层方式，形成了供体晶圆。 由于石墨烯接合至供体晶圆顶部且「可滑动」，因而可在此堆栈顶部制造昂贵的材料薄层，而又不至于黏在该供体晶圆上。 Kim的研究团队再从供体晶圆上简单地剥离昂贵的顶部开云棋牌官网在线客服层，然后移植到低廉的基板(例如硅基板)上。 这种低成本的基板甚至可用芯片中的源极与汲极制图，然后进行蚀刻而将GaAs信道添加到其他的CMOS电路。 由于不存在晶格不匹配的问题，所取得具有GaAs信道的硅晶晶体管将超越今所用的任何硅信道晶体管。

研究人员在石墨烯上生长发光二极管(LED)，剥离后再放置于另一基板上 （来源：MIT）

由于石墨烯比钢强600倍，而且能与下方供体晶圆紧密地接合，使得这一过程得以不断地重复，如同用于大规模生产橡胶车轮的钢模具，有助于石墨烯大量生产结合特殊材料的CMOS晶圆。 这些特殊材料本身还可用于LED、太阳能电池、高功率晶体管或其他组件。 研究团队宣称，单供体晶圆采用这种「复制-贴上」的方式目前还没有次数的限制。

该研究团队已经实验证实了采用特殊材料降低成本的可行性，包括GaAs、磷化铟(InP)和磷化镓(GaP)等特殊材料，他们还将特殊材料的主动层移植到低成本的软性基板上，成功地制造出LED。

从硅晶圆上剥离镍薄膜，展现使用2D材料转换晶圆制程的概念 （来源：Jose-Luis Olivares / MIT）

接下来，研究人员计划尝试用于服装和其他穿戴式材料上的技术，并试图堆栈多层以创造更复杂的组件。