VLSI研讨会2014年为UCSB团队的III-V MOSFET

来自加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)的研究人员今天将在2014年超大规模集成电路技术研讨会上介绍性能最高的III-V金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管(fet)。

UCSB研究有望帮助在下一代高性能服务器的较低功耗水平下提供更高的半导体性能。该研究得到了世界领先的大学研究财团的半导体研究公司（SRC）的支持和相关技术。

UCSB团队的III-V mosfet在业界首次显示出与生产硅器件相当或超过的电流、电流和工作电压，同时在与超大规模集成电路(超大型集成电路)行业相关的小尺寸上建造。

在过去的十年中，III-V MOSFET已被大量的研究组被广泛研究，但没有研究小组报告了一个III-V MOSFET，其性能等于，更不用说超越了类似尺寸的硅MOSFET的性能。特别地，UCSB的晶体管具有25纳米（NM）栅极长度，电流为0.5mA和每小段晶体管宽度的100nA的截止电流，并且仅需要0.5伏以操作。

“开发新晶体管的目标是达到或击败性能目标，同时使晶体管较小 - 在大晶体管中没有良好的性能，”电气计算机工程教授UCSB教授Mark Rodwell说。“及时，UCSB III-V MOSFET应该比相同大小的硅FinFET更好地表现得明显。”

为了实现这种突破，UCSB团队对III-V MOSFET结构进行了三个关键改进。首先，晶体管使用极薄的半导体通道，厚的一些2.5nm（17个原子），半导体是铟砷（InAs）。使这种薄层改善了电流并降低了关闭电流。这些超薄层是由UCSB博士生在亚瑟圣教授的指导下开发了Cheng-ying Huang。

其次，UCSB晶体管使用非常高质量的栅极绝缘体，即栅极电极和半导体之间的介质。这些层是一堆氧化铝(Al₂O._3.在Inas上）和氧化锆（Zro₂），具有非常高的电容密度。这意味着当晶体管导通时，可以将大密度的电子能够被诱导到半导体通道中。这些介电层的开发由UCSB博士学位学生Varista Chobpattana领导，在Susanne Semenmer教授的指导下。

第三，UCSB晶体管采用垂直间隔层设计。这种垂直间隔器更平滑地分布晶体管内的电场，避免了带间隧穿。与非常薄的InAs通道设计一样，垂直间隔层使得漏电流更小，使得晶体管的关断电流可以与硅mosfet相匹敌。在Rodwell的指导下，UCSB的博士生Sanghoon Lee主导了晶体管的总体设计、构造和测试。

SRC设备科学高级总监Kwok Ng表示:“UCSB团队的成果对帮助行业解决更高效的计算能力有很大帮助，具有更高的性能，但电压和能源消耗更低。”欧洲杯线上买球“这项研究是帮助确保摩尔定律——电子元件缩放——延续的另一个关键步骤。”

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