微電子學(xué)院周鵬教授團隊針對具有重大需求的3-5納米節(jié)點晶體管技術(shù)，驗證了雙層溝道厚度分別為0.6 /1.2納米的圍柵多橋溝道晶體管（GAA，Gate All Around），實現(xiàn)了高驅(qū)動電流和低泄漏電流的融合統(tǒng)一，為高性能低功耗電子器件的發(fā)展提供了新的技術(shù)途徑。

　　相關(guān)成果以《0.6/1.2納米溝道厚度的高驅(qū)動低泄漏電流多橋溝道晶體管》（High Drive and Low Leakage Current MBC FET with Channel Thickness 1.2nm/0.6nm）為題在第66屆國際電子器件大會（IEDM，International Electron Device Meeting）上北京時間12月16日在線發(fā)布。IEDM是微電子器件領(lǐng)域的國際頂級會議，是國際學(xué)術(shù)界和頂尖半導(dǎo)體公司的研發(fā)人員發(fā)布先進技術(shù)和最新進展的重要窗口。

　　圖片雙橋溝道晶體管示意圖及其性能圖

　　研究背景

　　隨著集成電路制造工藝進入到5納米技術(shù)節(jié)點以下，傳統(tǒng)晶體管微縮提升性能難以為繼，技術(shù)面臨重大革新。采用多溝道堆疊和全面柵環(huán)繞的新型多橋溝道晶體管乘勢而起，利用GAA結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了更好的柵控能力和漏電控制，被視為3-5納米節(jié)點晶體管的主要候選技術(shù)?，F(xiàn)有工藝已實現(xiàn)了7層硅納米片的GAA多橋溝道晶體管，大幅提高驅(qū)動電流，然而隨著堆疊溝道數(shù)量的增加，漏電流也隨之增加，導(dǎo)致的功耗不可忽視。針對上述問題，團隊設(shè)計并制備出了超薄圍柵雙橋溝道晶體管，利用二維半導(dǎo)體材料優(yōu)秀的遷移率，和圍柵增強作用的特點，驅(qū)動電流與普通MoS2晶體管相比提升超過400%，室溫下可達到理想的亞閾值擺幅（60mV/dec）。同時由于出色的靜電調(diào)控與較大的禁帶寬度，可有效降低漏電流。該器件驅(qū)動電流與7疊層硅GAA晶體管可相比擬，漏電流卻只有硅器件的1.9%，降低了兩個數(shù)量級，在未來高性能低功耗晶體管技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　該項研究工作主要由博士生黃曉合和劉春森完成，得到了微電子學(xué)院教授張衛(wèi)的指導(dǎo)，獲得了國家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金、應(yīng)急重點項目及上海市集成電路重點專項等項目的資助，以及復(fù)旦大學(xué)專用集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室的支持。