美科学家开发出迄今最小砷化铟镓晶体管

资料来源:麻省理工学院

硅半导体成为微芯片之王的日子屈指可数了。根据物理学家组织网络最近的一份报告，麻省理工学院的科学家开发了历史上最小的铟镓砷晶体管。该校微系统技术实验室的研究小组开发的复合晶体管只有22纳米长。该研究小组最近在旧金山举行的国际电子设备会议上展示了研究成果。

麻省理工学院电气工程和计算机科学系的德尔·阿拉莫教授说，随着硅晶体管下降到纳米级，该器件产生的电流量也会减少，从而限制了其运行速度，这将导致摩尔定律逐渐结束。为了延续摩尔定律，研究人员一直在寻找硅的替代品，以便在更小的规模上产生更大的电流。其中之一是砷化铟镓，已用于光纤通信和雷达技术，并具有优异的电气性能。

阿拉莫团队的研究表明，使用砷化铟镓制造纳米尺寸的金属氧化物半导体场效应晶体管是可能的，砷化铟镓是微处理器等逻辑应用中最常用的类型。晶体管包括三个电极:栅极、源极和漏极，另外两个电极之间的电流由栅极控制。由于这些微小晶体管的空间非常狭小，所以三个电极必须放置得非常靠近，但即使使用复杂的工具，也很难达到精确的水平。阿拉莫团队实现了另外两个电极之间晶体管栅极的“自对准”。

研究人员首先使用分子束外延生长出一薄层砷化铟镓材料，然后在源电极和漏电极上沉积一层钼。研究人员用聚焦电子束在衬底上“画出”一个非常精细的图案，然后蚀刻掉不需要的材料区域，在微小的缝隙上沉积栅极氧化物。最后，通过在表面上喷射钼蒸气而形成的栅格可以被紧紧地挤压在另外两个电极之间。

阿拉莫说，通过结合蚀刻和沉积，网格可以放置在电极之间，周围的间隙最小。他们的下一个目标是进一步改善晶体管的电气性能，并通过消除器件中的过量电阻来提高其工作速度。一旦这个目标实现，他们将进一步减小器件尺寸，并最终将晶体管的栅极长度减小到10纳米以下。阅读更多关于麻省理工学院网站的报道