有機集成電路高精度加工獲重大突破

北京大學裴堅教授團隊首次開發出一類可光激活的摻雜劑前體分子，實現對有機高分子半導體導電性質的區域精準調控。該策略突破了傳統化學摻雜方法在區域精度和可控性方面的限制，首次實現了有機高分子半導體亞微米級超高精度摻雜，並在此基礎上實現有機集成電路的精準加工，標誌着我國在半導體新材料領域取得關鍵突破。相關研究成果28日晚發表於國際學術期刊《自然》。

裴堅介紹，半導體技術是驅動信息革命的核心力量。在半導體集成電路製造過程中，區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鍵指標。隨着器件尺寸不斷縮小，對區域摻雜精度的要求也持續提升。然而，有機高分子半導體的傳統摻雜策略，仍面臨精確控制難、無法滿足高密度集成要求等問題。因此，缺乏高精度區域摻雜技術，已成為制約有機高分子半導體在柔性顯示、生物傳感以及集成光電器件等前沿應用中的關鍵瓶頸。

經過多年研究，裴堅團隊創新開發出的光控有機高分子半導體摻雜技術，在基礎研究和應用技術方面實現了諸多核心突破：首次實現了有機高分子半導體摻雜過程的精準可控，且電導率最高提升9個數量級；現已成功應用於10餘種典型有機高分子半導體，普遍實現電導率提升6個數量級，極大拓展了有機高分子半導體的應用場景；該技術與現有半導體工業的光刻流程高度兼容，首次在有機高分子材料中實現亞微米尺度的區域摻雜精度，為高性能有機集成電路的構建提供了關鍵支撐，具備重要的工藝可行性與產業轉化潛力。

“可以説，這一研究成果突破了該領域的核心瓶頸，為有機集成電路微型化與高密度集成提供了關鍵技術支撐，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，加速有機集成電路的產業化進程。”裴堅表示。

《光明日報》（2025年05月30日 08版）