AI实践哪家强?来 AICon, 解锁技术前沿,探寻产业新机! 了解详情
写点什么

国产芯片研究有新突破!低于 1nm 场效应晶体管器件来了

  • 2021-04-29
  • 本文字数:1320 字

    阅读完需:约 4 分钟

国产芯片研究有新突破!低于1nm场效应晶体管器件来了

湖南大学刘渊团队成功研究出 1nm 以下垂直晶体管器件。


垂直晶体管器件沟道长度降至 1nm 以下


4 月 26 日,《Nature Electronics》上发表了湖南大学刘渊团队的最新研究。该团队通过使用范德华金属集成的方法,成功将基于 MoS2 材料的垂直晶体管器件的沟道长度降低到了单原子层(小于 1 nm)级别。这一重要突破或将芯片性能提升到更高一层台阶。


研究文章显示,垂直晶体管的沟道长度由半导体的厚度决定。然而当前,由于高能金属化工艺往往会造成接触区域的损伤,因此短沟道垂直器件极难制造。


据 DeepTech 深科技报道,从 1989 年 1000 纳米的 486 芯片,到 2020 年 5 纳米的海思麒麟 9000 芯片,人类的芯片制造工艺在 30 年间进步迅速。然而,晶体管的物理沟道长度却在近些年来一直保持在 20 纳米的附近,无法随着工艺节点进一步降低。据了解,物理沟道长度是晶体管的一个关键性能指标:越短的沟道长度,意味着更好的性能。本次刘渊团队采用范德华金属集成技术,创建了沟道长度低至单原子层的 MoS2 垂直晶体管。


据了解,该方法使用预制的金属电极,该金属电极经过机械层压并转移到 MoS2/ 石墨烯垂直异质结构的顶部,从而使垂直场效应晶体管的开 / 关比分别为 26 和 1000,制备出的垂直晶体管沟道长度分别为 0.65nm 和 3.6 nm。


此外,利用扫描隧道显微镜和低温电学测量,刘渊团队发现,电学性能的改善源于高质量的金属 - 半导体界面,导致了隧穿电流和费米能级钉扎效应的最小化。团队认为,这种方法也可以推广到其他层状材料(二硒化钨和二硫化钨)中,从而产生具有亚 3nm 的 p 型和 n 型垂直场效应晶体管。


公开资料显示,刘渊是湖南大学物理与微电子科学学院教授、博士生导师,主要从事微纳半导体器件的研究。在相关领域发表学术论文 80 余篇,文章总引用 9000 余次,入选科睿唯安全球高被引学者,是《麻省理工评论》中国评选出的“35 岁科技创新 35 人”之一。刘渊团队课题组的目标是探索操作、处理和工程半导体材料和器件的新方案,以实现新的器件功能和前所未有的性能。

范德华集成带来的新突破


垂直场效应晶体管之所以取得了突破性发展,与二维材料和范德瓦尔斯异质结的兴起有关。有学者表示,在未来的集成电路、光电探测器、传感器等应用中,范德华异质结也将扮演重要的作用。


据了解,范德华异质结通过相对较弱的范德华相互作用力物理组装在一起,不仅仅是二维材料,包括零维的纳米颗粒,一维的纳米线和纳米棒,甚至三维材料,任意两种以范德华力相互作用的材料,都可以将使它们以一定的方式堆叠在一起,形成范德华异质结。这一系列方法可以被统称为范德华集成。


范德华集成作为一种通用的低能耗集成方法,可以提供无与伦比的自由,打破了材料集成传统方法的限制。这种范德华异集成策略适用于任何材料,尤其是适用于具有不同晶体结构、不同电子特性、不同尺寸和维度的材料的柔性集成。


这意味着,未来的微电子器件可以借助范德华集成,在提升性能的同时大大降低制造成本,甚至通过层层堆叠的方式获得半导体沟道、金属电极、互联、光电探测器、存储器甚至隔离和封装层。


参考链接:


https://www.nature.com/articles/s41928-021-00566-0


http://www.nanoer.net/showinfo-32-8183.html


http://zhishifenzi.com/depth/newsview/7385?category=physics

2021-04-29 15:136304

评论 1 条评论

发布
用户头像
还需要继续加油,www.xttblog.com
2021-05-06 10:02
回复
没有更多了
发现更多内容

助力网络碳中和 | 华为发布站点能源十大趋势

极客天地

【web 开发基础】PHP查询数组中的指定元素 (50)

迷彩

数组 数组操作 二维数组 PHP基础 数组查询

【web 开发基础】PHP中获取数组的元素个数 (51)

迷彩

数组 数组操作 PHP基础 数组查询 统计数组

浅谈华为云大数据BI对企业数字化转型的助力

秃头也爱科技

“一粒米”的故事:哈工程昇智识米团队基于昇腾AI创新提出水稻适度加工智能化解决方案

极客天地

openEuler委员会主席江大勇:跨越生态拐点 欧拉逐梦新征程

科技热闻

让下载速度更快更稳,华为云CDN多重技术助力网络加速

爱科技的水月

智能且高效,华为云CDN三大特点助企业云上创新

爱科技的水月

界面原型设计

芯动大师

android GUI设计 mockplus droiddraw

华为云OBS对象存储服务:这个管家很贴心

爱尚科技

HTTPS基础知识

穿过生命散发芬芳

https 12月月更

cleanmymac2024永久版mac系统清理软件

茶色酒

CleanMyMac CleanMyMac X

FL Studio2024中文版本水果软件下载

茶色酒

FL Studio FL Studio 21

华为云大数据BI,助力电商企业打赢“年货节”攻坚战

秃头也爱科技

缓解等待焦虑,华为云CDN为您提供畅快下载体验

爱科技的水月

人生的喜悦、不快与成长,都在那一篇篇的文字中得到记录 | 2022 年终总结

宇宙之一粟

年终总结 人生故事 代码之外 12月月更

华为云对象存储OBS超高性能数据存储能力,推进企业快速上云

爱尚科技

华为云CDN引领网站性能全面优化

爱科技的水月

CleanMyMac2024激活码使用教程

茶色酒

CleanMyMac CleanMyMac X

华为云大数据BI平台,助力电商企业破除数据孤岛,轻松备战双十一

秃头也爱科技

企业数据存储,还得看华为云对象存储服务OBS

爱尚科技

【架构设计】保持简单轻量设计的三个原则——DRY,KISS, YAGNI

JAVA旭阳

Java 架构

华为云OBS:让大数据的容器再无容量限制

爱尚科技

共创精彩游戏未来,华为云大数据解决方案助力游戏企业成功转型!

秃头也爱科技

华为云大数据BI,如何助力智慧医院数字化升级

秃头也爱科技

MatrixDB v4.6.0 发布,查询性能和图形化操作界面全面升级!

YMatrix 超融合数据库

Prometheus 存储引擎 超融合数据库 YMatrix MatrixGate

亚信科技通信、交通行业数据库项目入选“星河”标杆、优秀案例

亚信AntDB数据库

AntDB 国产数据库 AntDB数据库

超融合一体流式引擎,打造分布式数据库新纪元

亚信AntDB数据库

AntDB 国产数据库 AntDB数据库

2022-12-29:nsq是go语言写的消息队列。请问k3s部署nsq,yaml如何写?

福大大架构师每日一题

云原生 k8s k3s nsq 福大大

【web 开发基础】如何删除数组中的重复元素(52)

迷彩

数组 数组操作 PHP基础 唯一性

HarmonyOS多媒体框架介绍

HarmonyOS开发者

HarmonyOS

国产芯片研究有新突破!低于1nm场效应晶体管器件来了_AI&大模型_凌敏_InfoQ精选文章