9月9日消息，康奈尔大学工程学教授改装家用微波炉，可以帮助烹制下一代手机、电脑和其他电子产品，该发明被证明可以克服半导体行业面临的重大挑战。

这项研究在《应用物理快报》上发表的一篇论文中有详细介绍。第一作者是材料科学与工程系的研究教授 James Hwang。

材料科学与工程系的研究教授 James Hwang（右）在他的改装微波炉前，左手拿着半导体的 Gianluca Fabi。图片来源：Ryan Young/康奈尔大学

随着微芯片不断缩小，硅必须掺杂或混合更高浓度的磷以产生所需的电流。半导体制造商现在正接近一个临界极限，即使用传统方法加热高掺杂材料不再能生产出功能一致的半导体。

台积电 (TSMC) 的理论认为，微波可用于激活多余的掺杂剂，但就像家用微波炉有时会不均匀地加热食物一样，以前的微波退火器会产生“驻波”，从而阻止持续的掺杂剂激活。

台积电与 Hwang 合作，后者修改了微波炉以选择性地控制驻波发生的位置。这种精度允许掺杂剂的适当激活，而不会过度加热或损坏硅晶体。

已为该原型申请了两项专利的黄表示，这一发现可用于生产 2025 年左右出现的半导体材料和电子产品。

“一些制造商目前正在生产 3 纳米的半导体材料，”Hwang 说：“这种新的微波方法有可能使台积电和三星等领先制造商的尺寸缩小到仅 2 纳米。”

这一突破可能会改变微芯片中使用的晶体管的几何形状。20 多年来，晶体管一直被制造得像背鳍一样竖立起来，这样每个微芯片上就可以装更多的东西，但制造商最近开始尝试一种新的架构，在这种架构中晶体管水平堆叠。通过微波退火实现的过度掺杂材料将是新架构的关键。