锗晶体管|德国研发出世界首个n型/p型极性可编程的锗晶体管，泄露电流显著降低，意义重大

德国德累斯顿技术大学研究团队演示了世界首个n型/p型极性可编程的锗晶体管，且能够抑制截止状态漏电流。与当前的CMOS技术相比，该晶体管的实现有望降低集成电路中晶体管数量。

图 高能效n型/p型极性可编程锗纳米线晶体管

研究背景

  

近四十年来，晶体管尺寸一直在缩小以提高计算能力和速度。随着硅晶体管接近物理极限，研究人员们希望运用电子迁移率比硅高的材料来提升晶体管性能，如锗、砷化铟等。然而，由于这些材料禁带宽度较小，导致晶体管在关断状态下截止状态功耗较高。

研究内容

   

德累斯顿研究团队通过带有独立栅的锗纳米线晶体管成功解决了这一问题。该研究成果首次实现晶体管低工作电压和低静态泄露电流。该成果将是新型节能电路的关键。

图锗纳米线晶体管及极性控制试验结果

锗具有超高的空穴迁移率，是一种很有前途的大规模集成电路晶体管材料。但由于锗的禁带宽度只有0.66eV，低于硅的1.12eV，因此锗晶体管的反向结漏电流较高，导致具有高的截止状态功耗。

此次研究的锗纳米线肖特基势垒晶体管，具有两个独立的栅，这种布局是用于阻止额外的载流子进入沟道形成势垒，有效抑制锗纳米线肖特基势垒晶体管的泄露电流。可通过调节“控制栅”的电压来变换该无掺杂晶体管的极性（n型或p型）。在阈值电压、归一化电流方面，该研究中的锗纳米线晶体管比其它材料的可控制极性器件性能优异。

研究意义

   

研究还表明，这种具有泄露电流抑制和极性控制的晶体管尺寸可以做的更小，有望为将来的高能效系统提供解决方案。