亚1纳米制程晶体管，一个碳原子栅极厚度：清华重大突破登上Nature( 二 )

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图2：亚1纳米栅长晶体管器件工艺流程，示意图，表征图以及实物图。
「在未来，人们几乎不可能制造小于0.34nm的栅极长度，」任天令教授表示。「这可能是摩尔定律的最后一个节点了。」
2021年，另一个研究小组公布了他们研究的一种垂直晶体管，它使用二硫化钼制成，栅长为0.65nm 。但清华的这项新工作将栅极的尺寸限制进一步推至「仅一层碳原子的厚度」，纽约州立大学布法罗分校的纳米电子学科学家HuaminLi说。在相当长的一段时间内，要打破这一纪录是很困难的。
在晶体管中，当施加电场时，栅极开和关的状态通常存在长度上的差异，但在更大的范围内，这种效应通常并不明显。在这个新装置中，当有电压施加到栅极上使其切换到关闭状态时，栅极的等效长度变成了4.54纳米，这一差异可以证明是一个优势。
「在关闭状态下，具有较高电阻的长沟道将有助于防止泄漏电流，」Li说，「相反，在导通状态下，具有较小电阻的较短沟道将提高导通状态下的电流密度。」
这项工作推动了摩尔定律进一步发展到亚1纳米级别，同时为二维薄膜在未来集成电路的应用提供了参考依据。
未来，清华的研究人员计划用他们的新型晶体管创造更大规模的电路。任天令说：「下一个目标是制造1-bitCPU 。」不过，这个目标也充满挑战，其中一个可能的挑战是制造更高质量、更大面积的二硫化钼，以及这种材料目前居高不下的成本。
总而言之，「这项原型工作是继FinFET技术的发展之后，人类探索晶体管垂直架构的新尝试，」Li说，「希望这将激发更多的创造性想法，以充分探索2D材料的潜力，并将摩尔定律推广到高性能节能纳米电子领域。」
参考链接：
https://spectrum.ieee.org/smallest-transistor-one-carbon-atom
https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/92075.htm
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