8月11日消息，一项发表于arXiv预印本平台的研究(2608.09508)展示了200mm晶圆级单片3D(M3D)集成原子层沉积(ALD)氧化物半导体器件的突破性成果，为突破传统硅CMOS技术的微缩限制提供了新路径。
单片3D集成(M3D)通过在垂直方向上密集堆叠多功能逻辑和存储器件，提供了一条超越传统硅互补金属氧化物半导体(CMOS)技术缩放极限的路径。该研究在200mm硅晶圆上实现了三层ALD氧化铟(InOx)基器件的M3D集成，共制备超过10万个器件，包括铁电场效应晶体管、增强型场效应晶体管和耗尽型场效应晶体管。
原子层沉积(ALD)技术是实现M3D集成的关键工艺，它能够在低温下实现大面积均匀的薄膜沉积，适用于在已有器件层上方构建新的功能层而不损伤底层结构。氧化铟基半导体因其高载流子迁移率和低温加工优势，被广泛认为是下一代薄膜电子学的核心材料之一。
该研究的核心突破在于实现了晶圆级规模的器件一致性和良率。超过10万个器件的成功制备证明了ALD氧化物半导体在工业化大尺寸晶圆上的制造可行性，为M3D集成从实验室走向量产提供了关键验证。
铁电场效应晶体管作为新型存储器件，兼具非易失性和低功耗特性，与增强型和耗尽型晶体管的集成展示了在同一3D堆叠中实现存储与逻辑功能融合的技术路线。这对于下一代高密度、低功耗电子系统（包括AI加速器和物联网边缘设备）具有重要意义。
（来源：arXiv）