垂直溝道納米器件因其對(duì)柵長(zhǎng)限制小、布線靈活及便于3D一體集成等天然優(yōu)勢(shì)，在1納米邏輯器件/10納米 DRAM存儲(chǔ)器及以下技術(shù)代的集成電路先進(jìn)制造技術(shù)方面具有巨大應(yīng)用潛力。 

　　要實(shí)現(xiàn)垂直溝道納米晶體管的大規(guī)模制造，須對(duì)其溝道尺寸和柵極長(zhǎng)度進(jìn)行精準(zhǔn)控制。對(duì)于高性能垂直單晶溝道納米晶體管，現(xiàn)階段控制溝道尺寸最好方法是采用先進(jìn)光刻和刻蝕技術(shù)，但該技術(shù)控制精度有限，導(dǎo)致器件性能波動(dòng)過大，不能滿足集成電路大規(guī)模先進(jìn)制造的要求。 

　　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)，在實(shí)現(xiàn)對(duì)柵極長(zhǎng)度和位置精準(zhǔn)控制的基礎(chǔ)上，提出并研發(fā)出了一種C型單晶納米片溝道的新型垂直器件（VCNFET）以及與CMOS技術(shù)相兼容的“雙面處理新工藝”，其突出優(yōu)勢(shì)是溝道厚度及柵長(zhǎng)/位置均由外延層薄膜厚度定義并可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)控制，為大規(guī)模制造高性能器件奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，研制出的硅基器件亞閾值擺幅（SS）以及漏致勢(shì)壘降低（DIBL）分別為61mV/dec和8mV/V，電流開關(guān)比高達(dá)6.28x10⁹，電學(xué)性能優(yōu)異。 

     近日，該研究成果以“Vertical C-Shaped-Channel Nanosheet FETs Featured with Precise Control of both Channel-Thickness and Gate-Length”為題發(fā)表在電子器件領(lǐng)域著名期刊IEEE Electron Device Letters(DOI: 10.1109/LED.2022.3187006）上，先導(dǎo)中心博士生肖忠睿為該文第一作者，朱慧瓏研究員為通訊作者。 

　　該研究得到科技部、中科院和北京超弦存儲(chǔ)器研究院的項(xiàng)目資助。 

　　論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9810318 

圖1 (a) 垂直納米片器件的TEM截面圖 (b) 器件溝道中心位置的納米束衍射花樣 (c) 外延硅溝道的TEM俯視圖 (d)-(f) 器件截面的EDS能譜圖 

圖2  垂直納米片器件的轉(zhuǎn)移輸出特性曲線