硅晶体管|非硅晶体管:新材料能否派上大用场( 二 )
InGaAs是一种潜在候选材料
李晋闽在接受《中国科学报》采访时表示 , 随着半导体技术不断进步 , 化合物半导体的比例会越来越大 。
除了上述材料外 , InGaAs被看成是一种潜在候选材料 。王建禄介绍 , InGaAs这类半导体是InAs半导体和GaAs半导体的三元合金 , 是III-V族化合物半导体的典型代表 , 可用于电子和光电子器件 。以InGaAs制作的高速高灵敏的光探测器广泛应用于光纤通信领域 , 其他重要应用还包括激光器以及太阳能电池 。
近年来 , 有关InGaAs晶体管的报道并不鲜见 。例如 , 2012年MIT研究人员用InGaAs构建了当时最小的22nm节点场效应晶体管;2014年美国宾夕法尼亚州立大学研究人员用InGaAs纳米线构建了弹道传输的纳米线晶体管 , 并预期沟道的长度可达到14nm甚至更小;2015年 , 英特尔在国际固态电路会议上报道了基于7nm InGaAs的互补金属有氧化物半导体(CMOS)工艺 。
过去 , 研究人员认为InGaAs晶体管的性能会在小尺度下退化 。但MIT最新研究称 , 这种明显退化不是InGaAs材料本身的固有特性 , 部分归因于氧化物陷阱 。
据称 , 氧化物陷阱将会导致电子在试图流过晶体管时被卡住 。“在低频下 , 纳米级InGaAs晶体管的性能似乎退化了;但在1 GHz或更高的频率下 , 它们工作得很好 , 因为氧化物捕获不再是障碍 。当我们以很高的频率操作这些器件时 , 它们的性能确实很好 。”MIT团队一位研究人员表示 , “它们与硅技术相比是有竞争力的 。”
在王建禄看来 , 解决氧化物陷阱问题只是技术层面的问题 , 任何材料与硅竞争 , 实际上最终都是产业生态的问题 。他进一步解释道 , 目前主流芯片产业的生产、制造等都主要以硅材料为基础来构建 。
“用InGaAs来做晶体管的沟道材料确实不是主流关注方向 。”南京大学一位专家告诉《中国科学报》 , 即使在微观电子输运性质上获得进展 , 考虑到硅的先进制程技术的发展 , 以及集成电路产业加工工艺对特定沟道材料的重资产投入 , 这种材料代替硅几乎没有可能 。
最新芯片仍采用Si基技术
中国工程院院士郑有炓曾在接受媒体采访时表示 , 5nm芯片是一个重要阶段 , 将会孕育出重大创新 。
目前台积电和三星的5nm技术节点仍然采用Si材料作为沟道材料 , 华为麒麟9000和苹果A14的最新芯片技术采用的也是5nm节点Si基技术 。
在王建禄看来 , 近期 , 工业界关注的材料体系仍将以Si、SiGe等传统半导体材料体系为主;未来随着材料技术的突破 , 二维半导体、一维碳纳米管等材料有可能进入工业界的视线 。
“InGaAs晶体管尚无法对Si基形成威胁 。”王建禄再次强调道 , 硅锗技术仍然可能是3nm技术节点优选材料 。
猜你喜欢
- 硅油纸|养生芝麻核桃糕
- 硅胶奶瓶使用方法是什么(硅胶奶瓶使用方法如下)
- 硼硅玻璃与一般玻璃有什么区别(硼硅玻璃与一般玻璃的不同点)
- 墙面硅藻泥修补方法教程(墙面硅藻泥修补方法介绍)
- 硅片|硅片电池组件产量增速均超50%
- 高硼硅玻璃耐高温多少(高硼硅玻璃的耐高温度)
- 硅胶物品怎么清洗(如何清洗硅胶)
- 如何清洗衣服上的硅胶(怎么清洗衣服上的硅胶)
- 保鲜用盖子好还是保鲜膜好(保鲜食物用硅胶保鲜盖好还是一次性保鲜膜好)
- 中性硅酮密封胶怎么洗(怎么洗中性硅酮密封胶)
