[導(dǎo)讀]英特爾在“IEDM 2012”上展望了使CMOS晶體管的微細(xì)化持續(xù)至極限水平所需要的要素技術(shù)、相關(guān)課題以及后CMOS器件技術(shù)(論文編號:8.1)。要想使CMOS晶體管的微細(xì)化能夠持續(xù)發(fā)展至極限水平,抑制短溝效應(yīng)、導(dǎo)入高遷移率
英特爾在“IEDM 2012”上展望了使CMOS晶體管的微細(xì)化持續(xù)至極限水平所需要的要素技術(shù)、相關(guān)課題以及后CMOS器件技術(shù)(論文編號:8.1)。要想使CMOS晶體管的微細(xì)化能夠持續(xù)發(fā)展至極限水平,抑制短溝效應(yīng)、導(dǎo)入高遷移率溝道、降低寄生電阻尤為重要。在后CMOS器件方面,英特爾認(rèn)為加劇電流上升的Steep Slope FET以及自旋器件的前景光明。
在抑制短溝道效應(yīng)的方法中,環(huán)柵(GAA)構(gòu)造的Si MOSFET以及碳納米管FET最有希望。不過,GAA構(gòu)造的Si MOSFET存在載流子散亂導(dǎo)致溝道遷移率下降的課題,碳納米管FET也存在截止泄漏電流大的課題。
600)this.style.width=600;" border="0" />GAA構(gòu)造(點擊放大)
600)this.style.width=600;" border="0" />高遷移率溝道(點擊放大)
600)this.style.width=600;" border="0" />碳納米管FET (點擊放大)
600)this.style.width=600;" border="0" />自旋邏輯(點擊放大)
在高遷移率溝道方面,英特爾認(rèn)為在pMOS領(lǐng)域SiGe、Ge、GeSn為有力候補,在nMOS領(lǐng)域III-V族化合物半導(dǎo)體為有力候補。存在的課題是需要確立如何形成高品質(zhì)柵極絕緣膜的技術(shù)。另一方面,英特爾指出,要想降低寄生電阻,降低源/漏電阻尤為重要。對于這一課題,雖然在源/漏部導(dǎo)入金屬材料的方法有效,但必須要克服工作特性隨肖特基勢壘的高低而改變的問題。
在作為后CMOS器件候補的Steep Slope FET方面,英特爾將Tunnel FET及納米繼電器列為候補。Tunnel FET的課題在于如何控制異種材料的異質(zhì)結(jié)構(gòu),而納米繼電器則需要確立微細(xì)化技術(shù)。
作為后CMOS器件的另一候補技術(shù),自旋器件是一種不依存于電荷的新型器件。由于能夠以傳輸磁化方向的方法來傳輸信號,因此與基于電荷的器件相比可獲得面積更小、功耗更低,并且非易失等優(yōu)點。但需要提高工作速度。
英特爾同時就CMOS晶體管的微細(xì)化極限以及后CMOS器件表示,“從過去的歷史來看,我們堅信一定能開發(fā)出更高明的實現(xiàn)方法”?!澳壳霸诠杈A上已經(jīng)能夠集成數(shù)量超過銀河系所有星體的晶體管,今后也早晚能夠集成數(shù)量超過整個宇宙所有星體的晶體管”。
在抑制短溝道效應(yīng)的方法中,環(huán)柵(GAA)構(gòu)造的Si MOSFET以及碳納米管FET最有希望。不過,GAA構(gòu)造的Si MOSFET存在載流子散亂導(dǎo)致溝道遷移率下降的課題,碳納米管FET也存在截止泄漏電流大的課題。
600)this.style.width=600;" border="0" />GAA構(gòu)造(點擊放大)
600)this.style.width=600;" border="0" />高遷移率溝道(點擊放大)
600)this.style.width=600;" border="0" />碳納米管FET (點擊放大)
600)this.style.width=600;" border="0" />自旋邏輯(點擊放大)
在高遷移率溝道方面,英特爾認(rèn)為在pMOS領(lǐng)域SiGe、Ge、GeSn為有力候補,在nMOS領(lǐng)域III-V族化合物半導(dǎo)體為有力候補。存在的課題是需要確立如何形成高品質(zhì)柵極絕緣膜的技術(shù)。另一方面,英特爾指出,要想降低寄生電阻,降低源/漏電阻尤為重要。對于這一課題,雖然在源/漏部導(dǎo)入金屬材料的方法有效,但必須要克服工作特性隨肖特基勢壘的高低而改變的問題。
在作為后CMOS器件候補的Steep Slope FET方面,英特爾將Tunnel FET及納米繼電器列為候補。Tunnel FET的課題在于如何控制異種材料的異質(zhì)結(jié)構(gòu),而納米繼電器則需要確立微細(xì)化技術(shù)。
作為后CMOS器件的另一候補技術(shù),自旋器件是一種不依存于電荷的新型器件。由于能夠以傳輸磁化方向的方法來傳輸信號,因此與基于電荷的器件相比可獲得面積更小、功耗更低,并且非易失等優(yōu)點。但需要提高工作速度。
英特爾同時就CMOS晶體管的微細(xì)化極限以及后CMOS器件表示,“從過去的歷史來看,我們堅信一定能開發(fā)出更高明的實現(xiàn)方法”?!澳壳霸诠杈A上已經(jīng)能夠集成數(shù)量超過銀河系所有星體的晶體管,今后也早晚能夠集成數(shù)量超過整個宇宙所有星體的晶體管”。





