1.4.2. Полевые транзисторы на основе структуры «кремний на сапфире».

 

Источник информации: Int. J. Electronics v.79, №3 p.281-292 (1995)

Принятые сокращения: «КНС МДП», по-английски: «SOS» (Silicium on Sapphire)

t = 100 A^o

l_к = 1000 A^o

d ~ 500 A^o

 

Зачем нужна n-Si вставка? Вставка нужна, чтобы уменьшить рассеяние на поверхности слоя, оттянув электроны от поверхности. Вставка получена ионной имплантацией. Подвижность выше, чем в предыдущей конструкции, канал короче.

_{пролета­}= (2-3)10^-12 с.

Площадь, занимаемая транзистором S_тр = 10 мкм² . При этом плотность транзисторов на 1 см² достигает n = 10⁷ тр/ см²

 

 

1.4.3. Полевой транзистор с p-каналом длиной 50 нм.

 

На рисунке показано поперечное сечение транзистора с ультра коротким каналом.

(Technical Digest, International Electron Device Meeting, Washington,Dec 7-10,1997, p.471-474)

Описанный МДПТ является лабораторным макетом, но он подтверждает возможность реализации прибора, занимающего площадь  S_тр =1мкм².

 

Особенностью конструкции является наличие уменьшенных областей истока и стока, примыкающих к каналу (shallow –мель).

Толщина этих областей h = 7 нм, длина канала l_к = 40-50 нм, толщина подзатворного диэлектрика t₀ = 2.8 – 4.0 нм.

Затвор получен из поликристаллического кремния путем электронной литографии. Утоньшенные области получили путем ионной имплантации тяжелыми комплексами B₁₀H₁₄⁺ при энергии 5 кэВ. При этом глубина пролета В невелика., последующий отжиг позволяет получить требуемую толщину. Концентрация бора в утоньшениях достигает 310¹⁹ см^-3 .

При приложении отрицательного потенциала к затвору между утоньшенными выступами истока и стока образуется p – канал с толщиной, примерно равной h.

Ширина канала b = 0.5 мкм.

На графике показана плотность тока стока на единицу ширины канала. Реальный ток получается порядка 0.5 мкА. Заметим, что ток закрытого транзистора не превышает единиц пкА.

 

 

 

1.5. Тенденции развития полупроводниковых интегральных схем

 

Используем информацию из следующих источников:

 

1.      P.Singer “1997: The down of quarter micron production”, Semiconductor International, January 1997, pp.50-57.

 

2.      A.N. Netravali “The impact of solid-state electronics on computing and communications”, Bell Labs Technical Journal, 1997, vol. 2, No. 4, pp.126-153.

 

3.      H.Sasaki “ Multimedia: Future and impact for semiconductor technology”. International Electron Devices Meeting , Washington , Dec. 7-10 , 1997, pp 3-8.

 

4.      Ю.Н. Дьяков «Реалии развития микроэлектроники в зеленоградском регионе», Труды Международной академии связи, приложение к журналу «Электросвязь» , 1997, №3 стр. 12-14 .

 

Основные заключения по упомянутым публикациям :

 

1.      Основой БИС для цифровой электроники служат КМДП ИС.

2.      Технические характеристики ИС продолжают совершенствоваться.

Основой технологии БИС должна стать Si – шайба диаметром 300мм.

Характерный размер транзистора – длина канала; изменяется по годам :

1994	0.5 мкм	0.7 млн.
1996	0.35 мкм	2.0 млн.
1998-99	0.25 мкм	7.0 млн.
2000-01	0.18 мкм	25.0 млн.

Соответственно растет число элементов в составе одной ИС. Это число в обозримом будущем должно достигнуть (20-30)10⁶

 

3.      Производство ИС представляет собой существенную часть мировой экономики. За 1997г. продажа изделий микроэлектроники во всем мире достигла уровня 150 млр. долларов США.