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单原子层沟道的鳍式场效应晶体管问世

2020-05-03

中科院金属研究所沈阳资料科学国家研究中心与国表里多家单位协作,初次演示了可阵列化、笔直单原子层沟道的鳍式场效应晶体管,相关成果于3月5日在《天然 通讯》在线宣布。

曩昔几十年来,微电子技能产业沿摩尔定律取得了日新月异的开展,依照摩尔定律的猜测,集成电路可包容晶体管数目大约每两年增加一倍。为了防止硅基平面场效应晶体管由于标准减小带来的短沟道效应等缺点,鳍式晶体管技能于20世纪90年代初期诞生,成功连续摩尔定律至今。受制于微纳加工精度,FinFET的沟道宽度现在最小约5纳米。跟着集成电路特征标准迫临工艺和物理极限,进一步缩小晶体管器材特征标准极具应战。

研究人员提出使用二维原子晶体代替传统硅基Fin,规划了高约300纳米的硅晶体台阶模板,经过Bottom-up的湿法喷涂化学气相堆积办法,完成了与台阶侧壁共形成长的过渡族金属硫化物单原子层晶体;经过选用多重刻蚀等微纳加工工艺,制备出以单层极限二维资料作为半导体沟道的鳍式场效应晶体管,一起成功制备出鳍式场效应晶体管阵列。

除此之外,研究人员还尝试了引进碳纳米管代替传统金属作为栅极资料,成果显现该资料比传统金属栅具有更好的包覆性,可以有用进步器材功能。理论核算标明,研究人员所提出的鳍式场效应晶体管可以完成优异的抗短沟道效应。

该项作业将FinFET的沟道资料宽度减小至单原子层极限的亚纳米标准,一起,获得了最小距离为50 纳米的单原子层沟道鳍阵列,该研究作业为后摩尔年代的场效应晶体管器材的开展供给了新方案。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-020-15096-0

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