2009年11月10日
普渡大学研究人员正在开发一种新型晶体管，这种晶体管采用鳍状结构而不是传统的平面设计，这可能使工程师能够创造出更快、更紧凑的电路和计算机芯片。
研究人员在开发新型晶体管——finfet方面取得了进展。finfet采用鳍状结构而不是传统的平面设计，这可能使工程师创造出更快、更紧凑的电路和计算机芯片。鳍片不是由硅制成的，而是由一种叫做铟镓砷化物的材料制成的，如图所示。资料来源:普渡大学伯克纳米技术中心。
翅片不像传统晶体管那样由硅制成，而是由一种叫做铟镓砷化物的材料制成。对于翅片场效应晶体管，来自世界各地的研究人员一直在努力完善这种器件，作为传统晶体管的潜在替代品。
在电气和计算机工程副教授佩德·叶（Peide Ye）领导的工作中，普渡大学的研究人员是第一个使用一种称为原子层沉积的技术制造FinFET的人。由于原子层沉积在工业中普遍使用，新的finFET技术可能代表了一种解决传统硅晶体管即将出现的限制的实用方法。
“我们只是在这里展示了概念验证，”叶说。
12月7日至9日在巴尔的摩举行的国际电子器件会议上，三篇研究论文详细介绍了这些发现。这项工作由博士生吴彦庆领导，他为其中两篇论文提供了主要贡献。
finfet可能会让工程师们避开一个威胁到电子行业脱轨的问题。工业将需要新技术来跟上摩尔定律的步伐。摩尔定律是一项非官方的定律，它指出，计算机芯片上的晶体管数量大约每18个月就会翻一番，这导致了计算机和电信的快速发展。电脑芯片上可容纳的设备数量翻倍，也会带来类似的性能提升。但是，用传统的硅基半导体制造的电子设备的缩小越来越困难。
除了使更小的晶体管成为可能之外，FINFET还可以比传统的硅晶体管（称为MOSFET）或金属氧化物半导体场效应晶体管传导电子的速度至少快五倍。
“潜在的速度提升非常重要，”叶说。“finfet不仅可以让工业界制造更小的设备，还可以制造更快的计算机处理器。”
晶体管包含称为门的关键部件，这些部件使器件能够打开和关闭，并引导电流。在今天的芯片中，这些门的长度约为45纳米，即十亿分之一米。
半导体行业计划到2015年将栅极长度减少到22纳米。然而，使用硅可能无法进一步缩小尺寸和提高速度，这意味着需要新的设计和材料才能继续进步。欧洲杯足球竞彩
砷化铟镓是正在研究的几种有希望取代硅的半导体合金之一。这种合金被称为III-V材料，因为它们结合了周期表第三组和第五组的元素。欧洲杯足球竞彩
制造更小的晶体管还需要找到一种新型的绝缘层，这对器件的关闭至关重要。由于栅极长度小于22纳米，传统晶体管中使用的二氧化硅绝缘体无法正常工作，被称为“泄漏”电荷。
解决这一泄漏问题的一个潜在方法是用具有更高绝缘值或“介电常数”的材料（如二氧化铪或氧化铝）代替二氧化硅。欧洲杯足球竞彩
普渡大学的研究团队已经做到了这一点，创造了将铟镓砷化物翅片与所谓的“高k”绝缘体结合在一起的finfet。之前使用铟镓砷化物finfet制造器件的尝试都失败了，因为电路中漏出了太多的电流。
研究人员是第一个使用原子层沉积法将二氧化铪“生长”到由III-V材料制成的FinFET上的人。这种方法可以使用尽可能薄的绝缘层——只有一个原子层厚——来制造晶体管。
鳍状设计对于防止电流泄漏至关重要，部分原因是垂直结构可以被绝缘体包围，而平板设备只有一侧有绝缘体。