网站 Banner

        晶体管被誉为 20 世纪最伟大的发明之一，是现代电子产品不可或缺的组成部分，用于放大或切换电信号。 随着电子产品变得越来越小，继续缩小硅基晶体管变得越来越困难。 我们的电子产品的发展是否遇到了困难？ 由东京大学工业科学研究所领导的研究团队

         Now 一直在寻求解决方案。 正如他们的新论文中所详述的那样，将在2025 年 VLSI 技术和电路研讨会上，该团队放弃了硅，而是选择制造一种由掺镓氧化铟 （InGaOx） 制成的晶体管。 这种材料可以构造为晶体氧化物，其有序的晶格非常适合电子迁移率。

        “我们还希望我们的晶体氧化物晶体管具有'全环绕栅极'结构，其中打开或关闭电流的栅极围绕着电流流动的通道，”解释道该研究的主要作者 Anlan Chen。 “通过将门完全包裹在通道周围，与传统门相比，我们可以提高效率和可扩展性。”

         牢记这些目标后，团队开始着手工作。 研究人员知道，他们需要通过用镓“掺杂”氧化铟来将杂质引入氧化铟中。 这将使材料以更有利的方式与电发生反应。

         “氧化铟包含氧空位缺陷，可促进载流子散射从而降低设备稳定性，“资深作者 Masaharu Kobayashi 说。 “我们在氧化铟中掺杂了镓，以抑制氧空位，从而提高晶体管的可靠性。”

         该团队使用原子层沉积技术在栅极全环绕晶体管的通道区域涂覆一层 InGaOx 薄膜，一次一个原子层。 沉积后，将薄膜加热以转化为电子迁移所需的晶体结构。 这个过程最终使制造全环绕栅极的“基于金属氧化物的场效应晶体管”（MOSFET）。

         “我们的全环绕栅极 MOSFET 包含掺镓氧化铟层，可实现 44.5 cm2/Vs 的高迁移率，”陈博士解释说。 “至关重要的是，该设备在施加的压力下稳定运行了近三个小时，表现出了良好的可靠性。 事实上，我们的 MOSFET 性能优于以前报道的类似器件。

         团队所表现出的努力为该领域提供了一种新的晶体管设计，同时考虑了材料和结构的重要性。 这项研究是朝着开发适用于大数据和人工智能等高计算需求应用的可靠、高密度电子元件迈出的一步。 这些微小的晶体管有望帮助下一代技术平稳运行，对我们的日常生活产生重大影响。

         文章“一种基于选择性的全栅极纳米片氧化物半导体晶体管InGaOx 的结晶用于性能和可靠性增强“在 2025 年 VLSI 技术和电路研讨会上发布。