與目前主流的FinFET器件相比，納米環(huán)柵器件（GAA）在可微縮性、高性能和低功耗方面更具優(yōu)勢，被普遍認(rèn)為是下一代集成電路關(guān)鍵核心技術(shù)。其中，垂直納米環(huán)柵器件（VGAA）由于在垂直方向上具有更多的集成自由度，可增加?xùn)艠O和源漏的設(shè)計(jì)空間，減少器件所占面積，更易實(shí)現(xiàn)多層器件間的垂直堆疊并通過全新的布線方式進(jìn)一步增加集成密度，因此，成為2納米及以下CMOS和高密度DRAM等邏輯及存儲芯片制造技術(shù)方面極具潛力的基礎(chǔ)器件。 

　　微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心朱慧瓏研究員團(tuán)隊(duì)于2016年提出、并于2019年在世界上首次研發(fā)成功自對準(zhǔn)金屬柵的垂直環(huán)柵納米晶體管，相關(guān)成果發(fā)表在國際微電子器件領(lǐng)域的頂級期刊《IEEE Electron Device Letters》上（DOI: 10.1109/LED.2019.2954537）。此后，團(tuán)隊(duì)對原子層選擇性刻蝕、閾值電壓調(diào)節(jié)、溝道鍺組分、硅化物工藝、可靠性和熱預(yù)算等重要工藝進(jìn)行持續(xù)研發(fā)和優(yōu)化，獲得了兼容主流CMOS工藝的器件集成技術(shù)和優(yōu)異的電學(xué)性能，飽和電流提升了3-7倍 。該研究成果近日發(fā)表在《電氣和電子工程師協(xié)會電子器件學(xué)報(bào)》期刊上（IEEE Transactions on Electron Devices，DOI: 10.1109/TED.2021.3072879），先導(dǎo)中心高級工程師張永奎為該文第一作者，朱慧瓏研究員為該文通訊作者。 

　　該研究得到中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)（先導(dǎo)預(yù)研項(xiàng)目“3-1納米集成電路新器件與先導(dǎo)工藝”）和青年創(chuàng)新促進(jìn)會等項(xiàng)目資助。 

　　論文鏈接： https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9417199

圖1. （a）垂直納米片器件的TEM截圖，（b）垂直環(huán)柵納米線和納米片TEM俯視圖，（c）pVSAFETs器件的I-V特性，（d）qALE方法總結(jié)表，（e）硅化物工藝可改進(jìn)高達(dá)7倍的器件開態(tài)電流，（f）鍺組分和Si-cap對I-V特性的影響。