【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】真空溝道電子器件采用真空縫隙作為器件溝道，其電子遷移率優(yōu)于所有半導(dǎo)體器件，可滿足高頻通信、高保真模擬電路以及在高溫、強(qiáng)輻射等極端環(huán)境下的應(yīng)用需求。近年來(lái)，真空溝道電子器件成為后摩爾基礎(chǔ)元器件的研究熱點(diǎn)。然而，現(xiàn)有真空溝道電子器件多采用電子束光刻、離子束聚焦刻蝕等方法加工其納米溝道，與 CMOS 工藝兼容性差，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制備和應(yīng)用。
 

　　近日，中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所集成電路材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室俞文杰課題組提出了一種結(jié)合化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)及選擇性濕法腐蝕性的新型真空溝道電子器件集成方案?；赟OI襯底材料，該研究團(tuán)隊(duì)成功制備了具有14 nm真空溝道的原型器件，該器件實(shí)現(xiàn)了較低開(kāi)啟電壓(1.8 V)和較高發(fā)射電流(70nA@5V，T=300K)。本工作還綜合分析了器件的時(shí)間穩(wěn)定性、溫度響應(yīng)特性等。該方案與 CMOS 工藝完全兼容，其具有工藝簡(jiǎn)單、可控性高、可拓展性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，對(duì)真空溝道電子器件的大規(guī)模制造有重要的參考意義。
 

　　相關(guān)論文以 “ A  Novel  Approach  for   Large-Scale  Fabrication  of  Nanoscale  Vacuum  Electronic  Devices  with   High  Compatibility  and  Controllability”為題，以編輯精選文章(Editors’ Picks)發(fā)表于電子器件領(lǐng)域權(quán)威期刊《 IEEE Electron Device Letters》。中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所博士研究生陳錦和劉強(qiáng)助理研究員為該論文共同第一作者，劉強(qiáng)助理研究員和俞文杰研究員為該論文通訊作者。相關(guān)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(C 類) [原青年科學(xué)基金項(xiàng)目]、上海市啟明星揚(yáng)帆計(jì)劃等項(xiàng)目資金支持。
 

圖 1  真空溝道電子器件示意圖及其電子發(fā)射性能
 

圖 2  真空溝道電子器件微納結(jié)構(gòu)