低于1纳米,科学家将FinFET的鳍片宽度缩小到接近物理极限
已知FinFET是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的进化,其特征在于半导体中悔沟道被保形栅电极垂直包裹。它最初是在1990年代提出的,目的是避免短沟道效应和其他因晶体管尺寸缩小而带来的缺点。由于纳米加工的局限性,当前技术中的最小鳍片宽度约为5nm。
在过去的几十年中,微电子技术遵循摩尔定律迅速发展,单位面积的晶体管数量每两年增加一次。由于纳米制造精度的限制,现在进一步缩小集成电路上晶体管的尺寸非常具有挑战卖昌正性。因此,寻找半导体材料的新候选人非常重要。
近年来,已经广泛研究了诸如碳纳米管和二维(2-D)材料之类的新型材料,以实现纳米级晶体管。在《自然通讯》上发表的一项新研究中,来自中国科学院和法国金属研究所(IMR)的研究人员旨在用FinFET架构中的二维单原子层代替传统的基于硅的鳍。
研究人员设计了一种湿喷化学气相沉积(CVD)方法,以在台阶形模板上均匀生长过渡金属二硫化碳(ML-TMDC,如MoS2和WS2)的单层,其高度约为300nm。
经过多步蚀刻和纳米制造工艺的专门工作流程后,垂直站立的单层MoS2通道成功地被电介质和栅极电极包裹,源极和漏极电极接触0.6nm鳍状通道。栅极也可以由碳纳米管薄膜迅笑制成。
此类ML-FinFET的最佳电性能获得了证明,其开/关比达到107,亚阈值摆幅约为300mV/dec,迁移率约为几cm2V-1s-1。仿真表明,通过进一步优化ML-FinFET的结构、漏极感应势垒降低(DIBL)可以降低到5mV/V。
这项研究通过自下而上的途径以单层(ML)MoS2(厚度~0.6nm)作为鳍片生长,实现了鳍片宽度小于1nm的FinFET,这几乎是人们实际可以达到的物理极限。还展示了最小间距为50nm的鳍片阵列,这为可预见的摩尔定律可能不再有效的未来纳米电子技术的实施提供了新的见识。
什么是飞思卡尔智能车光电组?
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