该事情宣布一种新型晶体管器件技能,将电阻阈值开关与垂直晶体管进行集成,实现了兼具超陡亚阈值摆幅与高集成密度潜力的垂直沟道晶体管,电流开关比超过8个数量级且室温亚60mV/dec电流范围超过6个数量级,为后摩尔时期高性能晶体管技能供应了一种新的器件方案。
随着集成电路制造工艺下探亚5纳米技能节点,传统的晶体管尺寸微缩路线无法像过去一样使能“器件-芯片”性能提升与本钱掌握。在此背景下,学术界与工业界近年来提出多种创新器件技能,以期战胜常规MOSFET的技能局限。
个中,三星、IBM、欧洲微电子中央(IMEC)等国际研发机构推出了垂直输运场效应晶体管(vertical-transport field-effect transistor, VTFET)器件技能。通过将电流方向从传统MOSFET的平面方向转换为垂直方向,该器件构造有望在芯片上垂直布局晶体管,从而大幅降落器件霸占空间,提高集成密度。

受此启示,西电研究团队采取超薄二维异质构造造VTFET半导体沟道并与电阻阈值开关(TS)垂直集成,实现超陡垂直晶体管(TS-VTFET)。这一器件技能借助超薄二维半导体出色的静电调控,大幅提升器件栅控能力;同时,借助电阻阈值开关的电压掌握“绝缘-导电”相变特性,该器件的室温亚阈值摆幅达到1.52mV/dec,远低于常规MOSFET室温亚阈值摆幅高于60mV/dec的理论极限。
此外,在揭橥的观点验证事情中,研究团队制备的超陡垂直晶体管表现出强大性能,包括电流开关比高于8个数量级、亚60mV/dec电流区间超过6个数量级、泄电流小于10fA等,为后摩尔时期高性能低功耗晶体管技能供应了一种新的方案。
超陡垂直晶体管器件构造及其电学性能
集成电路是信息技能家当的核心,是支撑国家经济社会发展和保障国家安全的计策性、根本性和先导性家当。
上世纪90年代,就读于西电的郝跃就锚定了当时险些无人问津的新型半导体方向,带领团队经由长期的科研攻关和技能迭代,实现了我国宽禁带半导体电子器件步入国际领先行列,关键元器件运用于国家重大型号工程。如今,他已当选中国科学院院士,也是“全国高校黄大年式西席团队”之一——西电宽禁带半导体西席团队的学术带头人,仍旧开展着更为前沿的探索。
2023年,西电获批宽禁带半导体器件与集成技能全国重点实验室、仿照集成电路与系统教诲部重点实验室、“集成电路科学与工程”国家级博士后科研流动站;微电子学院多位西席入选国家级人才、国家级青年人才;学院新增千万级重大项目7项,获批国家自然科学基金18项,荣获各种科研褒奖10项,揭橥SCI等高水平论文383篇,科研到校经费超2.5亿元……
前有西电与华为深度互助,支撑华为5G通讯技能的天下引领,今后,期待更多西电人秉承“为国求学、强国有我”的信念,勉力践行国家计策科技力量“国家队”的义务担当。
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素材来源:西安电子科技大学新闻网、西安电子科技大学官微、西电集成电路学部官微