20nm圣诞树形“四维”晶体管可以提升计算速度

采用一个4纳米厚的铝酸镧(lanthanum aluminate)层作为超薄介质，以及0.5纳米厚的氧化铝层，美国普杜大学(Purdue University)的铟砷化镓(IGA)纳米晶体管终于达到了一个重要的20纳米门限(gate size)的里程碑。当前英特尔公司为其Ivy Bridge硅基晶体管使用的是22纳米的制程。


一系列的"4-D"晶体管[图像来源：普杜大学]

新的铟砷化镓(IGA0晶体管像是英特尔的鳍状3D晶体管，采用了三维门的设计，但它还更往前迈进了一步，造出了一个奇异可折叠的三重圆锥形纳米线设计，使之看起来更像一棵小松树。

普杜大学电气和计算机工程系的Peide "Peter" Ye教授，为他的新装置取了一个有趣的名字——"4D晶体管"。

他评价说，"一个单层的房子可住不了那么多人，但是更多的楼层可以容纳更多的人，而晶体管也是一样的。把它们堆叠在一起，可以实现高速的运算所需的更大电流和更快的操作。而这添加了全新的维度，因此我称之为四维的。新晶体管优越的电子迁移率将允许更新颖的设计，且其继任者可以更加雄心勃勃。"

目前的硅芯片制造业处于不确定的状态。预计芯片会在2015达到14nm，研究人员希望到2018年的时候能收缩到10nm。但在14nm之前，继续使用当前的"高K"(high-k)介质将导致严重的泄露电流，因此停留在常规的道路上的课程研究者们必须展开发现新电介质的竞赛。

制程要越过10nm将更加棘手，因为它已经把光刻技术推到了很勉强的边界。像自组装(self-assembly)或机械操纵原子(mechanical manipulation)这样的先进技术或许能证实10nm以下的关键功能尺寸。

这项新工作发表在旧金山国际电子设备(International Electron Device Meeting)会议上提交的论文中。

[来源：Purdue , Eurekalert]
[编译自：dailytech]