清華大學材料科學與工程研究院《材料科學論壇》學術報告

報告時間：2023年10月19日下午13:30

報告人：邱晨光研究員（北京大學）

報告地點：清華大學逸夫技術科學樓A512

邀請人：劉锴老師

超越矽極限的彈道二維晶體管

報告簡介：

國際半導體器件與系統路線圖（The International Roadmap for Devices and Systems, IRDS）預測矽基晶體管的極限栅長為12 納米，工作電壓不小于0.6 伏，這定義了未來矽基芯片縮放結束時的最終集成度和功耗。然而，我們最新研究表明具有高熱速度的硒化铟材料可以打破矽基縮放極限。本工作實現了三方面技術革新：采用高載流子熱速度（更小有效質量）的三層硒化铟作溝道，實現了室溫彈道率高達83%，為目前半導體場效應晶體管的最高值；解決了二維材料表面生長超薄氧化層的難題，制備出2.6納米超薄雙栅氧化铪，将器件跨導提升到6 毫西/微米；開創了摻雜誘導二維相變技術克服了二維器件領域金半接觸的國際難題，将總電阻刷新至124歐姆•微米，滿足集成電路未來節點對晶體管電阻的要求。我們制備了10納米超短溝道彈道二維硒化铟晶體管，首次使得二維晶體管實際性能超過Intel商用矽基Fin晶體管，并且将二維晶體管的工作電壓降到0.5 伏，這也是迄今本征速度最快能耗最低的二維半導體晶體管。

報告人簡介：

邱晨光，北京大學電子學院研究員，“博雅青年學者”。國家基金委“優青”（2021）、國家重點研發計劃青年首席科學家（2021）。從事納米電子器件方面研究，以第一作者和通訊作者在《科學》上發表論文兩篇，《自然》上發表論文一篇。Science論文 “5納米栅長碳納米管晶體管”入選2017中國高校十大科技進展，2017中國100篇國際高影響論文。Science論文“狄拉克冷源晶體管”首次在國際上提出并實現冷源亞60超低功耗新器件機制，拓寬了超低功耗器件領域範圍，入選2018全國科創中心标志性原創成果。Nature論文“彈道InSe晶體管”首次将二維晶體管的實際性能推進超過矽基極限。