权威国防科技信息门户
招聘
生产力促进中心会员招募
国防科技生产力促进中心
国外国防科技文献资料快报
公告:
国防科技生产力促进中心网上会员入会邀请函   国防科技工业准入渠道、申办程序取证务实培训班通知   DSTI推出国防军工单位电子邮件服务,特别优惠中   DSTIS国防军工信息资源内网服务系统2013年征订开始   下载黄页企业会员登记表 成为国防科技信息网会员  
美开发出具备3合1功能的新概念器件,有望成为摩尔定律的替代方案
2017-06-19
 

[据物理学组织网站2017614日报道]  在半导体行业,当前改善器件速度及效率的主要策略就是遵循摩尔定律缩小晶体管尺寸从而在单芯片上集成更多的晶体管。然而,单片集成晶体管的数目不可能永远都呈指数式的增大,这就激励了研究人员寻找其他提升半导体技术的方法。

近日,纽约州立大学理工学院的一个研究团队提出在单个半导体器件中融入多种功能可以提升器件的性能并降低制造难度,从而提供了一个有望替代器件尺寸缩放方案的器件性能提升新方法。该研究成果已发表在《纳米技术》期刊上。

为了演示,研究人员设计并制造了一个可重构器件,它兼具三种基本半导体器件功能:p-n结二极管(具有整流器的功能,可将交流电转换为直流电)、金属氧化物半导体场效应晶体管(具有开关功能)以及双极面结型晶体管(具有放大电流的功能)。

研究人员表示,他们已经能够实现将三种最重要的半导体器件的功能融入单个可重构半导体器件中。虽然依靠现代化半导体生产设备可以将三个独立器件集成在一起,但是集成方案过于复杂。而将三种器件的功能融入一个器件是一个全新的思路,而且研究人员目前已经能够实现。

这种新型多功能器件由二维材料二硒化钨制造。二硒化钨是最近刚刚发现的一种过渡金属二硫化物半导体材料。过渡金属二硫化物之所以有望被应用于电子行业,是因为其带隙宽度可通过材料的厚度进行调控,且在单层状态下是直接带隙半导体。拥有带隙是二维过渡金属二硫化物优于石墨烯的一大特点(石墨烯为零带隙)。

为了将多种功能融入单个器件,研究人员开发了一种新的掺杂技术。因为,二硫化钨是一种全新的材料,目前还没有专门针对二硫化钨的掺杂技术。通过掺杂,研究人员可以使器件具有在不同条件下同时进行电子和空穴传导的双极性传导特性。这种全新的掺杂技术还意味着三种功能都在面传导器件上实现,使得对其性能的评估方式变得更加简单和直接。

研究人员指出,与采用传统半导体制造技术只能得到组合器件不同的是,他们使用了一种通过栅极进行掺杂的技术。利用这些栅极的动态变化来控制载流子(电子或空穴)流过半导体。正是这种变化的的能力,使得可重构器件能够具备多种功能。

另外,可重构器件还可更加简化、紧凑和高效地实现某些逻辑功能。这是因为增加的栅极可以节省整体空间并使计算变得更加高效。未来,研究人员打算进一步研究这些多功能器件的应用。

研究人员表示:“我们希望用尽量少的器件构建更加复杂的计算机电路,而不是沿用当前的半导体制造工艺。我们的器件将会在后CMOS时代显现出它的价值!”(工业和信息化部电子第一研究所  李铁成)

相关新闻

DSTIS 国防科技工业信息服务系统
中国核科技信息与经济研究院 中国航天工程咨询中心 中国航空工业发展研究中心
中国船舶工业综合技术经济研究院 中国船舶信息中心 北方科技信息研究所 工业和信息化部电子科学技术情报研究所
DSTI简介 | 大事记 | 网站动态 | 产品介绍 | 广告服务 | 客户服务 | 联系方式 | 共建单位 | 合作媒体  
国防科技信息网 dsti.net © 2006 - 2017 版权所有 京ICP备10013389号