該新型集成方法與現有半導體制造設施兼容良好，采用標準流程和低溫銅鍵合工藝。

麻省理工學院（MIT）與多家合作機構的研究人員開發出一種新型制造工藝，可將高性能氮化鎵（GaN）晶體管集成到標準的硅基CMOS芯片上。

該方法解決了以往與氮化鎵相關的高成本和特殊集成要求等難題，使其在各種電子應用中的使用門檻大大降低。

研究人員在新聞稿中表示：“氮化鎵是繼硅之后全球應用第二廣泛的半導體材料，其獨特性能使其成為照明、雷達系統和功率電子等應用的理想選擇?！?“這種材料已存在數十年，但要充分發揮其最大性能，需要將氮化鎵制成的芯片連接到硅制成的數字芯片，即CMOS芯片上?！?/p>

制造眾多微型氮化鎵晶體管

該團隊的工藝首先在氮化鎵晶圓上制造出許多微小的氮化鎵晶體管。每個晶體管（或稱“微型芯片”，尺寸為240 x 410微米）隨后被分離出來，并鍵合到硅芯片上。

這一鍵合過程采用低溫銅鍵合工藝進行，可同時保持兩種材料的功能性。在硅芯片上僅添加少量氮化鎵，既能保持整體成本低廉，又能通過緊湊、高速的晶體管顯著提升性能。將這些獨立的氮化鎵晶體管分布在硅芯片上也有助于降低系統溫度。

展示：高性能功率放大器

為證明其方法的有效性，研究人員構建了手機中的關鍵部件 —— 功率放大器。該放大器與使用傳統硅晶體管的器件相比，展現出更好的信號強度和效率。這有望提升智能手機的通話質量、增加無線帶寬、改善連接性并延長電池續航時間。

描述該方法的論文第一作者、麻省理工學院研究生普拉迪奧特·亞達夫（Pradyout Yadav）強調了這種混合芯片技術的優勢。他總結道：“如果我們能降低成本、提高可擴展性，同時還能提升電子設備的性能，那么采用這項技術顯然是明智之舉?！?“我們將硅基芯片的現有優勢與最優秀的氮化鎵電子技術相結合。這些混合芯片有望徹底改變許多商業市場?！?/p>

兼容標準流程

這種新型集成方案與標準的半導體代工廠兼容。它采用標準流程和低溫銅鍵合工藝，避免了使用昂貴的金和可能損壞常規設備的高溫。

這種兼容性意味著該方法不僅能改進現有電子產品，也能惠及未來技術。研究人員還認為，由于氮化鎵在某些類型量子計算所需的低溫環境下表現優異，這種集成方案也有望支持量子應用。

氮化鎵是一種應用廣泛的半導體，其特性特別適合用于照明、雷達系統和功率電子領域。

以可擴展的方式將高性能氮化鎵晶體管集成到硅芯片上的能力，使得氮化鎵的應用范圍得以拓寬。高性能功率放大器的成功制造，則表明該技術在無線通信及其他領域具有立即可見的潛力。

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