Robert J. Mears是用于宽带互联网的铒掺杂光纤放大器(EDFA)的发明者。他在寻找将光器件和波导结合到硅中的方法时,发现了一个有趣的结果:一种特殊的硅超晶格结构可以加速某一个方向上电子的定向运动(电流),而阻碍其它方向上的电流。该结果衍生出一种新的沟道替代技术,这种技术在某些方面与应变硅技术类似,即通过将杂质加入沟道中来修改硅的能带结构。在这种情况下,水平方向的电流(漏极电流)增大了,而垂直方向的泄漏电流却变小了。在保持甚至增大驱动电流的条件下,对于各种深亚微米制程,使用重构的沟道都能使NMOS的栅极泄漏电流降低60%,而PMOS则降低了80%。
目前,Mears正通过MEARS Technologies公司将这项技术商品化。他是这家新公司的创始人、总裁和CTO。Mears说:“手机及其它个人电子设备的爆炸式增长,对半导体器件提出了相互矛盾的要求,即在提高性能的同时降低功耗。而业界满足这种要求的能力依然取决于一种材料—硅的电学特性。虽然芯片制造商试图从晶体管中压榨出更好的性能,但是硅及其氧化物的基本性质已经成为限制因素。而且即便有些技术能成功地满足芯片的性能要求,可
是功耗问题始终无法解决。通过这种新型的硅工程方法,我们能够修改硅的性质,以提高深亚微米技术节点(如65nm、45nm及以下)的晶体管能效和速度。与此同时,还能保持与当前半导体制造中所用的绝大多数标准CMOS设备兼容。”
这项技术被Mears称为MST(Mears Silicon Technology)“平台”。它的主要优势是能够与半导体制造商的基本制程完全兼容,无论对于体硅CMOS、应变硅还是
绝缘层上硅(SOI)都是如此。第一代MST是一种结合硅薄片(硅“超晶格”层)的沟道替代技术,因此在制造过程中不需要采用新材料。它使用ASM设备在裸晶圆上淀积一层覆盖膜,这与标准外延生长过程很类似。