與目前主流的FinFET器件相比，納米環柵器件（GAA）在可微縮性、高性能和低功耗方面更具優勢，被普遍認為是下一代集成電路關鍵核心技術。其中，垂直納米環柵器件（VGAA）由于在垂直方向上具有更多的集成自由度，可增加柵極和源漏的設計空間，減少器件所占面積，更易實現多層器件間的垂直堆疊并通過全新的布線方式進一步增加集成密度，因此，成為2納米及以下CMOS和高密度DRAM等邏輯及存儲芯片制造技術方面極具潛力的基礎器件。
微電子所集成電路先導工藝研發中心朱慧瓏研究員團隊于2016年提出、并于2019年在世界上首次研發成功自對準金屬柵的垂直環柵納米晶體管，相關成果發表在國際微電子器件領域的頂級期刊《IEEE Electron Device Letters》上（DOI: 10.1109/LED.2019.2954537）。此后，團隊對原子層選擇性刻蝕、閾值電壓調節、溝道鍺組分、硅化物工藝、可靠性和熱預算等重要工藝進行持續研發和優化，獲得了兼容主流CMOS工藝的器件集成技術和優異的電學性能，飽和電流提升了3-7倍 。該研究成果近日發表在《電氣和電子工程師協會電子器件學報》期刊上（IEEE Transactions on Electron Devices，DOI: 10.1109/TED.2021.3072879），先導中心高級工程師張永奎為該文第一作者，朱慧瓏研究員為該文通訊作者。
該研究得到中科院戰略先導專項（先導預研項目“3-1納米集成電路新器件與先導工藝”）和青年創新促進會等項目資助。
論文鏈接： https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9417199
圖1. （a）垂直納米片器件的TEM截圖，（b）垂直環柵納米線和納米片TEM俯視圖，（c）pVSAFETs器件的I-V特性，（d）qALE方法總結表，（e）硅化物工藝可改進高達7倍的器件開態電流，（f）鍺組分和Si-cap對I-V特性的影響。
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