Samsung tìm ra vật liệu mới cho chất bán dẫn

Phạm Hải

Samsung, một trong những nhà sản xuất đi tiên phong về công nghệ bán dẫn tiên tiến trên toàn thế giới, vừa công bố phát hiện chung về một loại vật liệu mới có tên gọi boron nitride vô định hình (a-BN), được dự báo sẽ đóng vai trò cực kỳ quan trọng cho sự ra đời của thế hệ chất bán dẫn tiếp theo với nhiều đặc tính ưu việt hơn.

Đây là thành quả của dự án hợp tác trong nhiều năm ròng giữa các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Tiên tiến Samsung (SAIT), Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia Ulsan (UNIST) và Đại học Cambridge (Anh Quốc). Về cơ bản, boron nitride là hợp chất chịu nhiệt của bo và nitơ với công thức hóa học BN. Hợp chất này tồn tại dưới nhiều hình dạng tinh thể khác nhau tương đồng với cấu trúc carbon. Do tính ổn định về nhiệt và hóa học tuyệt vời, BN thường được sử dụng để chế tạo các thiết bị có khả năng chịu nhiệt cao. Đặc biệt, nó có tiềm năng sử dụng rất lớn trong công nghệ nano.

Chip bán dẫn

Giải thích rõ hơn về sự xuất hiện của loại boron nitride vô định hình mới này, Samsung cho biết nó bao gồm các nguyên tử boron và nitơ với cấu trúc phân tử vô định hình, có nguồn gốc từ graphene trắng nhưng sở hữu cấu trúc phân tử khác biệt, và đây chính là yếu tố tạo nên đặc trưng riêng của a-BN so với graphene trắng.

Theo tiết lộ của Samsung, a-BN dự kiến sẽ được sử dụng rộng rãi trong các giải pháp DRAM và NAND vì nó có thể giảm thiểu nhiễu điện cũng như phát triển ở quy mô wafer với mức nhiệt độ tương đối thấp, dưới 400 độ C.

Nhận xét về loại vật liệu mới, ông Hyeon-Jin Shin, người đứng đầu dự án graphene và nhà nghiên cứu chính tại SAIT, cho biết:

“Để tăng cường khả năng tương thích của graphene với các quy trình bán dẫn dựa trên silicon, sự tăng trưởng graphene ở quy mô wafer trên chất nền bán dẫn nên được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn 400 độ C. Chúng tôi cũng đang tiếp tục nghiên cứu mở rộng các ứng dụng của graphene ngoài chất bán dẫn”.

Nhà sản xuất Hàn Quốc không nói rõ thời điểm đưa vào sử dụng đại trà loại vật liệu mới trong các dây truyền bán dẫn. Tuy nhiên nhiều khả năng nó sẽ được áp dụng đầu tiên trên các giải pháp DRAM và NAND, các bộ nhớ thế hệ tiếp theo cho hệ thống máy chủ quy mô lớn.