内蒙古高校科研团队在新型低功耗冷源晶体管设计研究中取得重大进展

　　本网讯（草原云·内蒙古新闻网记者 郝少英）9月23日，记者从内蒙古自治区科技厅了解到，内蒙古高校科研团队在新型低功耗冷源晶体管设计研究中取得重大进展。

　　据了解，2023年开始，宫箭领导的内蒙古大学和内蒙古师范大学联合团队获得内蒙古自然科学基金重点项目支持，紧扣半导体芯片关键核心技术基础，深入开展基于狄拉克半金属异质结构的新型低功耗高性能器件协同设计及电输运性质研究。历经三年时间，团队在冷源场效应晶体管创新构型及低接触电阻界面调控方面取得一系列重要进展，为后摩尔时代二维半导体器件的实用化探索提供了关键理论支撑。

　　宫箭教授团队以狄拉克半金属材料为切入点，系统研究了三维半金属、二维半金属与多种新型二维层状半导体的电子结构及量子输运物理。针对传统石墨烯等冷源方案需要纳米尺度重掺杂且难以精确调控的瓶颈，提出了一种免掺杂的新型冷源异质结构设计，在理论模拟中实现了超陡亚阈值摆幅，为冷源器件的低功耗实现提供了简捷可行的新构型。

　　尽管冷源晶体管在低功耗方面具备显著的理论优势，但在实际器件结构中普遍面临严重的接触瓶颈。电极金属与二维半导体接触处普遍存在的严重费米能级钉扎与较高的肖特基势垒，导致界面接触电阻偏高，进而大幅削弱了器件的导通电流与实际驱动能力。

　　针对这一界面难题，宫箭团队系统揭示了接触金属与二维半导体异质结的界面电荷转移规律与调控机制，阐明了应变、插层与能带匹配对载流子注入特性的微观影响。在此基础上，团队通过优化电极与沟道的层间轨道杂化，有效减弱了界面费米能级钉扎效应，构建了多种具备极低肖特基势垒和本征欧姆接触的器件界面构型。器件模拟性能指标满足国际器件与系统路线图（IRDS）对未来微纳器件的性能要求，有效化解了冷源晶体管超陡开关特性与高驱动电流、低接触电阻难以兼顾的矛盾。

　　团队成员（科技厅供图）