⼀个由科学家改装的家⽤微波炉，正在帮助制造下⼀代⼿机、电脑和其他电⼦产品。这项发明被证明克服了半导体⾏业⾯临的⼀个重⼤挑战。
相关研究结果以“Efficient and stable activation by microwave annealing of nanosheet silicon doped with phosphorus above its solubility limit”为题，发表在科学期刊《应⽤物理学快报》（Applied Physics Letters）上。
康奈尔⼤学材料科学与⼯程系教授James Hwang为改论⽂的通讯作者之⼀。
随着芯⽚尺⼨变得越来越⼩，要想产⽣所需的电流，硅必须掺杂或混合更⾼浓度的磷。如今，半导体制造商正⾯临着⼀个临界极限，即使⽤传统⽅法来加热⾼掺杂材料已经⽆法⽣产出性能稳定的半导体。半导体制造商台积电（TSMC）认为，微波在理论上可以⽤来激活过量的掺杂剂。但是，就像家⽤微波炉有时会不均匀地加热⻝物⼀样，之前的微波退⽕装置往往会产⽣“驻波”（standing waves），从⽽阻⽌掺杂剂的⼀致激活。
为此，台积电与 Hwang 合作，通过⼀个改进的微波炉选择性地控制驻波发⽣的位置，从⽽可以在不过度加热或损坏硅晶体的前提下，恰到好处地激活掺杂剂。对此，Hwang 表示：“这⼀发现可以⽤于制造 2025 年前后⽣产的半导体材料和电⼦产品。”甚⾄，Hwang 还说道：“⽬前，只有少数企业在⽣产 3 纳⽶的半导体材料。
这种新的微波⽅法有可能使台积电（TSMC）和三星（Samsung）等芯⽚制造商将尺⼨缩⼩到 2 纳⽶。”
据介绍，这⼀突破可能会改变芯⽚中使⽤的晶体管的⼏何形状。20 多年来，为了保证每个芯⽚上能装载更多的晶体管，晶体管被制作成像背鳍⼀样直⽴。近年来，芯⽚制造商开始试验⼀种新的结构，在这种结构下，晶体管可以呈⽔平堆叠状。⽽微波退⽕使更多掺杂的材料成为可能，这是实现新结构的关键。