非一般的晶體管-微電子器件發(fā)展展望(編輯修改稿)
2025-07-22 17:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 與空穴的載子遷移率增加，可達(dá)到增加組件速度與驅(qū)動(dòng)電流的目標(biāo)。形成應(yīng)變的方式很多，可藉由制程工藝、材料上自然晶格常數(shù)的差異或是組件封裝等等方式來(lái)達(dá)成。應(yīng)變硅則可通過(guò)如下三種方法獲得：(1)工藝誘導(dǎo)法，通過(guò)晶體管周?chē)∧ず徒Y(jié)構(gòu)之間的應(yīng)力形成；(2)在器件通道下方嵌入SiGe層；(3)對(duì)整片晶圓進(jìn)行處理。英特爾推出一種包含全硅化(FUSI)鎳電極的45nm節(jié)點(diǎn)技術(shù)，并將由FUSI生成的金屬與單軸應(yīng)變硅溝道相結(jié)合，硅化電極提高了電荷密度，應(yīng)變硅增強(qiáng)了載流子遷移率，從而使其性能比傳統(tǒng)的氮氧化硅多晶硅柵電極提高20%，改進(jìn)驅(qū)動(dòng)電流20%。東芝推出一種合并兩種應(yīng)變硅形成的45nm節(jié)點(diǎn)工藝，它把雙應(yīng)力襯底和位于漏/源極區(qū)域的淀積SiGe相結(jié)合，避免將高k介電材料引入柵氧化物，仍繼續(xù)采用氮氧化物(SiON)?？傮w來(lái)說(shuō)，應(yīng)變硅技術(shù)對(duì)硅進(jìn)行了拉伸，從而加速了電子在芯片內(nèi)的流動(dòng)，不用進(jìn)行小型化就可以提高性能和降低功耗。Stuart . Parkin博士對(duì)應(yīng)變硅的前景表示樂(lè)觀，認(rèn)為如果與絕緣硅技術(shù)一起使用，應(yīng)變硅技術(shù)可以更大程度地提高性能并降低功耗。其未來(lái)挑戰(zhàn)在于如何了解并優(yōu)化各種不同來(lái)源應(yīng)力之間的相互作用。新型晶體管FinFET：萬(wàn)丈高樓平地起“萬(wàn)丈高樓平地起”，沒(méi)錯(cuò)，晶體管也要“拔地而起”了。通過(guò)簡(jiǎn)單地縮小垂直尺寸和水平尺寸來(lái)開(kāi)發(fā)新一代晶體管技術(shù)的時(shí)代早已過(guò)時(shí)。Intel資深fellow Yan Borodovsky博士說(shuō)：“摩爾定律毫無(wú)疑問(wèn)仍將繼續(xù)，但找到兼顧性能與成本的最佳方案乃首要任務(wù)，取代 “傳統(tǒng)”形式的技術(shù)升級(jí)，現(xiàn)在必須開(kāi)發(fā)新材料和新結(jié)構(gòu)，提供更小的尺寸，滿足人們對(duì)高密度、高性能和低能耗的要求。”為了提高45nm晶體管電流密度、減小短溝道效應(yīng)和改善柵極控制，業(yè)界提出了多種新型晶體管結(jié)構(gòu)，如三柵極結(jié)構(gòu)、FinFET（鰭式場(chǎng)效晶體管，F(xiàn)in Field Effect Transistor）、OmegaFET和多柵極FET等。平面器件不可能被無(wú)限微縮下去。如果采用FinFET，就好像打開(kāi)了一扇新的門(mén)，可以通過(guò)集成垂直器件而提升晶體管密度。FinFET確實(shí)有進(jìn)一步提高晶體管密度的潛力，IBM在2009年將其用于FinFET研究的晶圓數(shù)目增加了一倍。FinFET是一種新的CMOS晶體管，被譽(yù)為2
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