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最快晶体管的频率接近太赫兹

   2007-03-13   点击:160

  UIUC(University of Illinois at Urbana-Champaign,伊利诺大学香槟分校)的科学家们再次打破他们自己所保持的最快晶体管的世界纪录。他们最新制作的双极型晶体管的频率达到845GHz,比其它研究小组高出约300GHz,已经接近了太赫兹器件的目标。

这个由InP和InGaAs制成的晶体管具有845 GHz的时钟频率,而且在基区和集电区采用了赝晶缓变层


  他们的晶体管是由磷化铟(InP)和砷化铟镓(InGaAs)制成的。UIUC电气与计算机工程的教授Milton Feng介绍说:“这种新型晶体管在基区和集电区采用赝晶缓变层。组分缓变能提高电子的漂移速度,从而同时减小电流密度和充电时间。”

  借助于这种最新的晶体管,Feng的研究小组将晶体管扩展到新的高速应用领域,太赫兹晶体管的“圣杯”已经触手可及。除了使用赝晶材料以外,研究人员还优化了制造流程以使晶体管的组件更小。比如,晶体管的基区宽度只有12.5 nm。

  研究生William Snodgras于去年在美国旧金山举行的IEDM会议上介绍了这种新型器件:“通过将晶体管的纵向尺寸等比例缩小,电子必须渡越的距离缩短了,从而提高了晶体管的响应速度。因为集电区的横向尺寸也被缩小,所以晶体管能够更快

地充放电。”

  该晶体管在室温(25℃)下的工作频率是765 GHz,而当环境温度降到-55℃时,频率增大到845 GHz。Feng、Snodgrass 和另一位研究生Walid Hafez(现在Intel公司工作)一起在UIUC的微纳米技术实验室制作了这个高速器件。未来,除了继续提高晶体管的速度以外,Feng还希望能够将电流密度降得更低,从而降低结温并提高晶体管的可靠性。

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