最终按比例缩小的In2O3晶体管，沟道长度为8 nm，In2O3薄膜厚度为0.7 nm至1.5 nm，经高分辨率透射电子显微镜和原子力显微镜证实。学分:自然电子(2022)。在过去的几十年里，工程师们创造了越来越先进和高性能的集成电路(IC)。这些电路不断提升的性能反过来提高了我们日常使用的技术的速度和效率，包括计算机、智能手机和其他智能设备。为了在未来继续提高集成电路的性能，工程师们将需要制造出更薄、沟道更短的晶体管。然而，缩小现有的硅基器件或使用与现有制造工艺兼容的替代半导体材料制造更小的器件已被证明是具有挑战性的。
普渡大学的研究人员最近开发了基于氧化铟的新晶体管，氧化铟是一种半导体，常用于制造触摸屏、平板电视和太阳能电池板。发表在《自然电子学》上的一篇论文中介绍的这些晶体管是使用原子层沉积法制造的，这是晶体管和电子制造商经常采用的一种工艺。
“在我们最近的论文中，我们能够积极地扩展以前工作中引入的晶体管，”进行这项研究的研究人员之一叶培德告诉TechXplore。“例如，我们实现了小至0.5纳米的沟道厚度、短至8纳米的沟道长度、小至0.86纳米的EOT。通过我们演示的所有缩放比例，我们可以实现在0.5 V漏极电压下提供3.1 mA/um漏极电流的晶体管。”
原子层沉积是用于制造具有原子层薄沟道和电介质的晶体管的主要技术。这是一种基于化学的自限制方法，允许工程师以原子层的精度将材料薄膜沉积到给定的基底上。
在他们的研究中，叶和他的同事们使用原子层沉积法在衬底上沉积氧化铟薄膜，并制造出高性能的晶体管。这些晶体管的沟道长度为8纳米，厚度为0.5纳米。在未来，它们有可能集成到各种现有的和新开发的器件中，使工程师们能够缩小它们的尺寸，提高它们的性能。
“超低接触电阻和按比例缩小的器件使BEOL兼容氧化物半导体晶体管上前所未有的漏电流成为可能，”叶解释说。“通过更多的优化和创造性工程，有可能提供10 mA/um甚至20 mA/um的漏极电流。”
到目前为止，叶和他的同事已经初步评估了他们在实验室环境下制造的晶体管。然而，在接下来的研究中，他们希望探索它们与当前制造技术的实际兼容性，并进一步评估它们在现实世界中的应用潜力。
“我们现在有兴趣用我们的晶体管实现创纪录的性能，”叶补充说。“此外，我们计划开始探索我们的新设备在现实世界中的潜力，并研究使其大规模实施所需的制造技术。”
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