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两项关于使用锗材料制作MOSFET的研究计划正准备开始启动。这两项研究计划分别由两个研究小组进行,其中一个小组设在斯坦福大学,另外一个小组设在比利时Leuven的IMEC研究协会。这两个研究小组都将研究使用纯度较高的high-k氧化物取代目前普遍存在电流泄漏现象的硅产品,而且目前研究的突破点选择了锗材料。
斯坦福大学加利弗尼亚Palo Alto校区的电机工程专家Krishna Saraswat教授透露,斯坦福大学研究小组已经吸引了六家半导体制造公司加入它们这项关于锗材料MOSFET的研究计划。据几位参加此次2003 VLSI研讨会的半导体方面研究管理员称,斯坦福大学研究中心正在争取主要制造厂商的赞助。除了来自制造厂商的赞助之外,斯坦福大学研究中心已经接受了来自国防高级研究项目机构的资金,并且得到了马萨诸塞技术研究所负责集成电路与集成系统的Marco中心的支持。
大学校际微电子中心的负责人称,IMEC将在今年七月的Semicon West上正式宣布,该微电子中心正在开展一项关于基于锗材料的晶体管研究计划。
锗元素的主要特性是其块状晶体结构,这种结构具有较高的载流子迁移率,与硅元素相比,电子与空穴在散射之前通过锗元素时流动地更远。据大多数研究人员估计,锗元素的迁移率是硅元素的三倍。此外,锗元素还可以探测到波长更长的光束,这样就使得它在光电探测器结合时要比硅元素容易一些。然而,由于锗元素的带隙要小于硅元素的带隙,这使得它的电流泄漏也较高,而这一问题也正是深度亚微细粒设计中存在的最大障碍。
IBM的T.J. Watson 研究中心的一位名为Tak Ning的工作人员说,锗元素的能带隙为0.66电子伏,而硅元素的能带隙为1.1电子伏。这也就意味着电子在锗元素中的移动要更为方便,而且也就更容易出现电流泄漏的情况,后面这个问题可以通过使用纯度较高的绝缘体得到部分解决。
斯坦福大学研究中心的Saraswat说,由于电流泄漏和产品费用的这两个原因,几乎所有人都希望锗材料MOSFET可以被嵌入到SOI型晶片中。晶片生产厂家对这一领域的态度也十分积极：Silicon Genesis公司, Umicore公司以及Canon公司的Eltran分公司都分别参与到斯坦福研究中心或IMEC的研究项目中。
日本超高级电子技术协会新型晶体管技术研究组的负责人Shinichi Takagi说,在解决45纳米和32纳米工艺节点中提高驱动电流这一问题上,锗材料MOSFET是前景最好的一个。在最近举行的2003 VLSI研讨会上,Shinichi Takagi在陈述中预计,与最优化的硅材料晶体管相比,以锗材料为基础的晶体管产品可以将驱动电流提高20%。
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