(文章來源:儀器網(wǎng))
晶體管是一種固體半導(dǎo)體器件(包括二極管、三極管、場效應(yīng)管、晶閘管等,有時特指雙極型器件),具有檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號調(diào)制等多種功能。晶體管作為一種可變電流開關(guān),能夠基于輸入電壓控制輸出電流。與普通機(jī)械開關(guān)不同,晶體管利用電信號來控制自身的開合,所以開關(guān)速度可以非???,實(shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100GHz以上。
摩爾定律預(yù)測當(dāng)價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,每個新的芯片大體上包含其前任兩倍的容量,每個芯片產(chǎn)生的時間都是在前一個芯片產(chǎn)生后的18~24個月內(nèi),如果這個趨勢繼續(xù),計(jì)算能力相對于時間周期將呈指數(shù)式的上升。
中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心科研人員與國內(nèi)外多家單位合作,制備出以單層極限二維材料作為半導(dǎo)體溝道的鰭式場效應(yīng)晶體管,同時成功制備出鰭式場效應(yīng)晶體管陣列。引入碳納米管替代傳統(tǒng)金屬作為柵極材料,結(jié)果顯示該材料比傳統(tǒng)金屬柵具有更好的包覆性,可以有效提高器件性能。該研究工作為后摩爾時代的場效應(yīng)晶體管器件的發(fā)展提供了新方案。
是指場效應(yīng)晶體管中源區(qū)和漏區(qū)之間的一薄半導(dǎo)體層。溝道是半導(dǎo)體中由于外加電場引起的沿長度方向的導(dǎo)電層。如MOS結(jié)構(gòu)中當(dāng)施加外部電場時在半導(dǎo)體表面形成的積累層及反型層。在場效應(yīng)晶體管中,源區(qū)和漏區(qū)之間有一薄半導(dǎo)體層,電流在其中流動受柵極電勢的控制。溝道寬度是表征集成電路集成度的重要標(biāo)志。商品集成電路中場效應(yīng)晶體管的溝道寬度已小到0.25微米,每個芯片上包含了7億多個晶體管。
源自于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的晶體管—場效應(yīng)晶體管 的一項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì),是一種新的互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體晶體管。鰭式場效應(yīng)晶體管命名根據(jù)晶體管的形狀與魚鰭的相似性。這種設(shè)計(jì)可以改善電路控制并減少漏電流,縮短晶體管的柵長。傳統(tǒng)晶體管結(jié)構(gòu)中,控制電流通過的閘門,只能在閘門的一側(cè)控制電路的接通與斷開,屬于平面的架構(gòu)。
在鰭式場效應(yīng)晶體管的架構(gòu)中,閘門成類似魚鰭的叉狀3D架構(gòu),可于電路的兩側(cè)控制電路的接通與斷開。這種設(shè)計(jì)可以大幅改善電路控制并減少漏電流,也可以大幅縮短晶體管的柵長。具有近似的寄生電阻、寄生電容,從而在電路水平上可以提供相似的功率性能。
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