IBM公司开发出延续摩尔定律的新方法

[据化合物半导体网站2015年6月8日报道]瑞士苏黎世的一个IBM公司研究团队在美国纽约约克敦海茨同事的支持下，开发出化合物半导体晶体生长新工艺，使其能够被集成到硅晶片上。

该研究的具体细节发表在《应用物理快报》上，该研究可能会延长摩尔定律发挥作用的时间。IBM公司苏黎世研究分部的研究人员、论文的主要作者海因茨施密德表示：“整个半导体工业都希望摩尔定律继续发挥作用。由于需要进一步的微细化，我们需要（实现）性能更好的晶体管，而基于硅的晶体管无法提供进一步的性能改善。”

IBM公司的研究团队制造出单晶纳米结构，如采用三五族半导体材料制成的纳米线、包含限制的纳米结构、交叉连接以及三维堆叠纳米线等。

新型晶体的生长采用借助金属有机气相淀积的“模板辅助选择性外延”（TASE）方法。该方法允许利用光刻确定氧化物模板并通过外延加以填充，最终利用已经建立的硅微细化工艺制造纳米线、交叉连接、包含限制的纳米结构以及三维堆叠纳米线。

TASE的意义已经通过纳米级霍尔结构的直接制造和多栅场效应晶体管在绝缘体上硅结构同平面上的生长所验证。对砷化铟纳米线交叉连接的霍尔测量表明，电子迁移率可达5400 cm²/V s，同时具有十个55纳米宽、23纳米厚、390纳米长的通道的多栅场效应晶体管的电流可达660微安/微米，电源电压0.5伏时的峰值跨导为1.0毫秒/微米。

施密德表示：“使该方法有别于其他方法的是，化合物半导体不包含有害的缺陷，相关工艺能够和目前的芯片制造技术完全兼容，更重要的是该方法在经济上也切实可行。”

施密德表示还需要进一步开展研究，以使对三五族器件性能的控制达到目前对硅器件性能的控制水平。但新方法是实现将堆叠材料集成到硅晶片上的关键。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所 王巍）