FeFET可望延长摩尔定律寿命
发布时间：2015-1-19 11:15
发布者：eechina
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美国德州大学(University of Texas)的研究人员指出，若它们能成功在锗通道材料(germanium channel material)上制作铁电闸极(ferroelectric gate)堆叠，就能催生取代DRAM、SRAM与快闪存储器的通用存储器，以及电脑所需的几乎每一种晶体管；而其铁电闸极研究成果也可望让摩尔定律 (Moore's Law)超越国际半导体技术蓝图(ITRS)所预计的2028年极限。 “我们还未制作出完整的铁电场效晶体管 (ferroelectric field-effect transistor)，也就是 FeFET ，但我们已经证实，我们利用德州先进运算中心(Texas Advanced Computing Center)的超级电脑所做的详细模拟是可以在实验室实现的。”德州大学教授Alexander Demkov表示：“我们已经制作出完整的闸极堆叠，并取得了材料与制程技术的权限；我们的下一步是制作赭通道已完成 FeFET。” FeFET令人向往的原因，是能利用更快速的半导体通道材料──例如锗或砷化钾(GaAs)──来延长ITRS所预测的硅制程寿命，而且都是采用标准的CMOS硅制程。完全以FeFET所打造的电脑，能在你关机时仍记忆所有的设定，因此能快速开机并恢复到你关机前的状态。 Demkov表示：“我们还没实验过FeFET的存储器结构，但相信它能作为一种速度比DRAM更快、密度比快闪存储器更高的通用存储器。” 
硅基板上方锗通道上的铁电材料能无限期维持极性，让以FeFET打造的电脑能快速开机 (图片来源：德州大学) Demkov 是与德州大学的博士候选人Patrick Ponath以及其他研究单位的人员一起进行这项研究，包括亚利桑那州立大学(Arizona State University)以及美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)。目前Demkov与德州大学的同事们正在试图以化学沉积技术蚀刻锗通道，以完成FeFET的研究：“我们缺乏能容易制作出 FeFET所需的锗或砷化镓通道的设备，不过一旦此新制程技术能商业化，我们希望有产业界的夥伴能进一步提供协助；” 
以副偏压导电扫瞄探针来感测铁电层开关的量测设定 (图片来源：德州大学) 要 打造新制程技术最困难的部分，是要利用分子束磊晶(epitaxy)长出3D钛酸钡(barium titanate，BaTiO3)闸极，使其双极能进行垂直切换；研究团队已经利用压电力与微波阻抗(piezoelectric-force and microwave-impedance)显微镜成功验证其成果。这种新技术的其他应用还包括超高密度存储器、超高效率太阳能电池，以及更高速的非挥发性 可重配置逻辑单元(nonvolatile reconfigurable logic)。 |
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