据清华大学官网消息，集成电路学院任天令教授团队在小尺寸晶体管研究方面取得重大突破，首次实现了具有亚1纳米栅极长度的晶体管，并具有良好的电学性能。



据清华大学介绍，目前主流工业界晶体管的栅极尺寸在12nm以上，日本中在2012年实现了等效3nm的平面无结型硅基晶体管，2016年美国实现了物理栅长为1nm的平面硫化钼晶体管，而清华大学目前实现等效的物理栅长为0.34nm。



图1 亚1纳米栅长晶体管结构示意图



官网介绍，为进一步突破1纳米以下栅长晶体管的瓶颈，本研究团队巧妙利用石墨烯薄膜超薄的单原子层厚度和优异的导电性能作为栅极，通过石墨烯侧向电场来控制垂直的MoS2沟道的开关，从而实现等效的物理栅长为0.34nm。

重大突破！清华大学首次实现亚1nm栅极晶体管：等效0.34nm图2 随着摩尔定律的发展，晶体管栅长逐步微缩，本工作实现了亚1纳米栅长的晶体管



通过在石墨烯表面沉积金属铝并自然氧化的方式，完成了对石墨烯垂直方向电场的屏蔽。再使用原子层沉积的二氧化铪作为栅极介质、化学气相沉积的单层二维二硫化钼薄膜作为沟道。