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　　光明日報北京3月26日電（記者晉浩天）北京大學(xué)電子學(xué)院彭練矛教授-邱晨光研究員課題組日前制備出10納米超短溝道彈道二維硒化銦晶體管，首次使得二維晶體管實際性能超過Intel商用10納米節(jié)點的硅基鰭型晶體管，并將二維晶體管的工作電壓降到0.5V，這也是世界上迄今速度最快能耗最低的二維半導(dǎo)體晶體管。該研究成果以《二維硒化銦彈道晶體管》為題日前在線發(fā)表于《自然》。

　　芯片為大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展提供源源不斷的動力，芯片速度的提升得益于晶體管的微縮，然而當(dāng)前傳統(tǒng)硅基場效應(yīng)晶體管的性能逐漸接近其本征物理極限。受限于接觸、柵介質(zhì)和材料等方面的瓶頸，迄今為止，所有二維晶體管所實現(xiàn)的性能均不能媲美業(yè)界先進硅基晶體管，其實驗結(jié)果遠(yuǎn)落后于理論預(yù)測。

　　對此，團隊在研發(fā)過程中實現(xiàn)了三方面技術(shù)革新：一是采用高載流子熱速度（更小有效質(zhì)量）的三層硒化銦作溝道，實現(xiàn)了室溫彈道率高達(dá)83%，為目前場效應(yīng)晶體管的最高值，遠(yuǎn)高于硅基晶體管的彈道率（小于60%）；二是解決了二維材料表面生長超薄氧化層的難題，制備出2.6納米超薄雙柵氧化鉿，將器件跨導(dǎo)提升到6毫西·微米，超過所有二維器件一個數(shù)量級；三是開創(chuàng)了摻雜誘導(dǎo)二維相變技術(shù)，克服了二維器件領(lǐng)域金半接觸的國際難題，將總電阻刷新至124歐姆·微米。

　　研究團隊表示，這項工作突破了長期以來阻礙二維電子學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)瓶頸，將n型二維半導(dǎo)體晶體管的性能首次推近理論極限，率先在實驗上證明出二維器件性能和功耗上優(yōu)于先進硅基技術(shù)，為推動二維半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展注入了強有力的信心和活力。