! J; u3 ?$ E9 j H$ P: gos.tvboxnow.com美國匹茲堡大學的研究人員研發了一種元件結構，相較於目前的固態，能讓開關(switch)以真空狀態做為電晶體內的電子傳輸介質。
0 F" b2 X% q# I$ U# C) |os.tvboxnow.com該研究團隊提出了一種以深溝槽、側邊曝光的金屬-氧化矽-矽三層MOS垂直結構；金屬層與矽晶層是元件的正極與負極，中間隔著絕緣氧化矽，
: P" w9 I) `. A而電子傳輸就是透過真空以垂直方向進行。此研究成果最近發表於7月1日出刊的《Nature Nanotechnology》期刊中，
l( C+ Z, L+ n; p2 t論文題為「具備真空通道的金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-oxide-semiconductor field effect transistor with a vacuum channel)」。
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以上研究成果也意味著回歸電子元件的起源；固態電晶體是在1947年發明，以取代體積笨重、可靠性不佳的真空管。0 J! o* B1 L) ?) D/ B4 p
過去也有人嘗試過以固態半導體製程技術，製作小型化的真空管式電子元件，但是此概念一直在克服高電壓需求，
1 ^8 V' N0 @4 Xos.tvboxnow.com以及與現有固態CMOS技術的相容性問題。 為此匹茲堡大學斯萬森工程學院(Swanson School of Engineering)教授Hong Koo Kim所率領的團隊，
0 K9 F q' c3 c5 |* @& x7 f公仔箱論壇重新設計了真空管電子元件的架構；他的團隊成員還包括博士候選人 Siwapon Srisonphan 與博士後研究員Yun Suk Jung Kim。公仔箱論壇% ^9 U3 p% n# }( _( s# }
$ _; u6 T# {( N6 [0 |# b6 t0 T7 b該團隊發現，半導體元件中的電子若被捕捉至一個氧化物或是金屬層介面，就能輕易被提取至空氣中。 在材料介面裡的電子會形成一片電荷，
, N! _7 ]$ i8 v& F8 v: u) N也就是一種二維電子氣(electron gas)；而且Kim發現，電子之間的庫倫斥力(Coulombic repulsion)，讓電子能容易地從矽散發出來。os.tvboxnow.com- D4 y4 |7 W& [! d' W- m: Q
這可催生一種低電壓元件，其內部的電子會在一個奈米級的通道中以彈道模式(ballistically)在空氣中遊走，不會有碰撞或是散射。 os.tvboxnow.com. q2 A& G; \. b4 o, ?
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根據論文的描述，該通道的長度約是20奈米，研究團隊並量測到20ns/ micron的跨導(transconductance)，500開關比(on/off ratio)，os.tvboxnow.com6 x/ F, i/ Z8 n4 v6 G
以及環境條件(ambient condition)下0.5V的導通閘極電壓(turn-on gate voltage)。 「這種電子系統至真空通道的發射，tvb now,tvbnow,bttvb8 ^# p) c6 `0 P5 }4 S. Z5 P: }
能實現全新的一系列低電壓、高速電晶體，而且這種電晶體能與目前的矽電子元件相容，為這些電子元件添加因為低電壓可帶來的更高速度與省電效益。」tvb now,tvbnow,bttvb; W6 j" H u- Z5 S# ^/ H Q# v
Kim表示。 參考原文： Researchers try vacuum transistors at low voltage，by Peter Clarke |
發表於 2012-7-4 09:19 AM
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發表於 2012-7-8 09:36 PM
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