在集成電路制造工藝升級的過程中,High-K和FinFET的出現對摩爾定律的延續發生了重要的作用,并一再打破了過去專家對行業的預測。近年來,隨著工藝的進一步演進,業界又開始產生了對晶體管能否繼續縮進產生了疑惑。
在今日開幕的CSTIC2018上,FinFET的發明者胡正明教授發表了題為《Will Scaling End?What Then?》的演講,探討集成電路制造的發展方向。
胡教授表示,在1999年的時候,業界的普遍觀點是晶體管微縮將會在35納米的時候結束。
然而,就在同一年,UC Berkeley推出了45納米的FinFET晶體管。得益于新的晶體管構造模式,器件的性能測試參數獲得了不錯的效果。
在當時,胡正明教授團隊即發現,即使1nm的氧化層也無法消除界面以下數納米處的漏電,所以他們向DARPA提議了兩種Ultra-thin-body的MOSFET。
其中之一就是堪稱改變整個半導體歷史的FinFET:
另一結構就是UTB-SOI (FDSOI):
在談到限制Lg微縮的原因,根據ITRS的的觀點,硅的film/fin/wire能夠減小到6nm。
但是,MoS2、WSe和HfTE等材料的晶體天然厚度就是0.6nm,基于這些材料的2D晶體管擁有更短的Lg和更好的電學特性,但是制作工藝很困難,想要在12寸wafer上均勻生長其實有很大的挑戰。
他進一步指出,Full wafer available Seeded CVD MOS2 over SiO2
之后胡教授介紹了堆疊的2D半導體電路
還談到了CVD MoS2 溝道放置在鰭狀Si back gate的FinFET
胡教授強調了降低IC功耗的重要性
要達到降低功耗的目的,那就需要從以下三個方向考慮:
首先他分享了關于降低Vdd的觀點
然后胡教授還談到了負電容晶體管(NCFET)
他將30納米 FinFET和NCFET做了對比
并進一步強調了NCFET的特性
之后胡教授還介紹了Ferroelectric Negative Capacitance
還做了一個不同電壓下的表現對比
他還總結了以下幾點
胡教授表示,晶體管微縮會變得越來越慢。
一方面因為原子的尺寸是固定的,會達到物理極限;另一方面光刻和其他制造技術變得越來越昂貴。但是通過器件創新,cost-power-speed能夠繼續改進。
整個半導體產業一定能長期增長。不是每個人都會獲益,有輸家和贏家,但是因為半導體體量很大,贏家會很成功。過去幾年半導體產值超過1995年前所有總和,半導體成長不會慢于全球經濟增長,因為人們需要更智能的設備。
最后,胡教授就他這個演講,做了一個總結:
-
集成電路
+關注
關注
5397文章
11656瀏覽量
363993 -
半導體
+關注
關注
335文章
27884瀏覽量
224210 -
晶體管
+關注
關注
77文章
9810瀏覽量
139145
原文標題:胡正明:晶體管微縮會終結嗎?
文章出處:【微信號:MooreNEWS,微信公眾號:摩爾芯聞】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
晶體管故障診斷與維修技巧 晶體管在數字電路中的作用
單片集成電路和混合集成電路的區別
CMOS晶體管的工作原理和結構
芯片晶體管的深度和寬度有關系嗎
微電子所在《中國科學:國家科學評論》發表關于先進CMOS集成電路新結構晶體管的綜述論文

晶體管的分類與作用
什么是達林頓晶體管?達林頓晶體管的基本電路

評論