西安电子科技大学韩根全教授讲座"Negative Capacitance Field-Effect Transistors"

119日下午, 西安电子科技大学韩根全教授应厦大物理科学与技术学院李成教授的邀请,来我校进行学术交流,并在物理大楼552会议室为广大师生做题为“ Negative Capacitance Field-Effect Transistors ”的学术报告。物理科学与技术学院相关师生参加了此次报告会。

韩根全教授本科毕业清华大学,在中科院半导体研究所获得博士学位,微电子学院教授,优秀青年基金获得者,入选陕西省“百人计划”。从20082013年韩根全博士在新加坡国立大学Silicon Nano Device Laboratory (SNDL)实验室从事高端CMOS器件研制。韩博士在高迁移率非硅材料CMOS器件、隧穿晶体管以及负电容晶体管器件研制方面取得了国际领先的研究成果,相关研究成果被Semiconductor Today等网站多次转载。韩教授发表论文160多篇,在IEEE顶级会议International Electron Devices Meeting (IEDM) VLSI Symposium on Technology (VLSI) 上发表多篇文章。

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韩根全教授在报告会上集中介绍了所在的研究团队在负电容场效应晶体管取得的进展。首先介绍晶体管的发展历史以及为了提高晶体管的效率而不断缩小特征尺寸所遇到的能耗问题。接着介绍了利用铁电材料作为栅氧层制备具有负微分电容效应晶体管的解决方案。由于热激发模型中载流子波尔兹曼分布的限制,晶体管的最小亚阈值摆幅最低不会低于60mV/dec,因此晶体管的工作电压不能再随着器件尺寸缩小而持续缩小,导致器件功耗无法降低,甚至会导致器件的烧毁。负电容器件利用铁电介质层的电极化效应,能将介质层与半导体的界面电场强度放大,增加栅极对沟道的控制能力,使亚阈值摆幅低于理论最小值,从而可以减小工作电压,降低功耗。然而,仅使用铁电材料作为介质层容易使器件的稳定性收到影响,研究表明将负电容与常规电容串联构成栅电容是负电容器件稳定工作的重要条件,同时可以使电容回滞非常小。最后,报告指出将负电容器件结构与高迁移率材料结合,将会持续提高晶体管的效率和降低能耗,是未来集成电路的有效优化方案。

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讲座结束后,李成教授鼓励大家就自己感兴趣的问题与韩根全教授展开了热烈的交流与讨论。韩教授的讲解深入浅出,趣味性强,最后在到场老师和同学们的热烈掌声中结束了本次报告。

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