北京大學(xué)裴堅教授團(tuán)隊首次開發(fā)出一類可光激活的摻雜劑前體分子，實(shí)現(xiàn)對有機(jī)高分子半導(dǎo)體導(dǎo)電性質(zhì)的區(qū)域精準(zhǔn)調(diào)控。該策略突破了傳統(tǒng)化學(xué)摻雜方法在區(qū)域精度和可控性方面的限制，首次實(shí)現(xiàn)了有機(jī)高分子半導(dǎo)體亞微米級超高精度摻雜，並在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有機(jī)集成電路的精準(zhǔn)加工，標(biāo)志著我國在半導(dǎo)體新材料領(lǐng)域取得關(guān)鍵突破。相關(guān)研究成果28日晚發(fā)表於國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

裴堅介紹，半導(dǎo)體技術(shù)是驅(qū)動信息革命的核心力量。在半導(dǎo)體集成電路制造過程中，區(qū)域摻雜的空間精度直接決定晶體管性能、電路集成度及器件可靠性等關(guān)鍵指標(biāo)。隨著器件尺寸不斷縮小，對區(qū)域摻雜精度的要求也持續(xù)提升。然而，有機(jī)高分子半導(dǎo)體的傳統(tǒng)摻雜策略，仍面臨精確控制難、無法滿足高密度集成要求等問題。因此，缺乏高精度區(qū)域摻雜技術(shù)，已成為制約有機(jī)高分子半導(dǎo)體在柔性顯示、生物傳感以及集成光電器件等前沿應(yīng)用中的關(guān)鍵瓶頸。

經(jīng)過多年研究，裴堅團(tuán)隊創(chuàng)新開發(fā)出的光控有機(jī)高分子半導(dǎo)體摻雜技術(shù)，在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了諸多核心突破：首次實(shí)現(xiàn)了有機(jī)高分子半導(dǎo)體摻雜過程的精準(zhǔn)可控，且電導(dǎo)率最高提升9個數(shù)量級﹔現(xiàn)已成功應(yīng)用於10余種典型有機(jī)高分子半導(dǎo)體，普遍實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率提升6個數(shù)量級，極大拓展了有機(jī)高分子半導(dǎo)體的應(yīng)用場景﹔該技術(shù)與現(xiàn)有半導(dǎo)體工業(yè)的光刻流程高度兼容，首次在有機(jī)高分子材料中實(shí)現(xiàn)亞微米尺度的區(qū)域摻雜精度，為高性能有機(jī)集成電路的構(gòu)建提供了關(guān)鍵支撐，具備重要的工藝可行性與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化潛力。

“可以說，這一研究成果突破了該領(lǐng)域的核心瓶頸，為有機(jī)集成電路微型化與高密度集成提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，有望推動柔性顯示分辨率升級，助力智能傳感芯片靈敏度提升，加速有機(jī)集成電路的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。”裴堅表示。（記者晉浩天 通訊員龐卓婉）

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