在過去的半個多世紀中,以CMC)S技術為基礎的集成電路技術一直遵循“摩爾定律”,即通過縮小器件的特征尺寸來提高芯片的工作速度、 HZICMAX706ES180G增加集成度以及降低成本,取得了巨大的經濟效益與科學技術的重大發展,推動了人類文明的進步,被譽為人類歷史上發展最快的

技術之一。伴隨MOS器件特征尺寸按比例不斷縮小,源與漏之間的距離也越來越短,溝道不僅受柵極電場,同時也受到漏極電場的影響,這樣一來柵極對溝道的控制能力變差,柵極電壓夾斷溝道的難度也越來越大,如此便容易發生亞閥值漏電(Sub_threshold leakage)現象,形成短溝道效應(Short Channel Effects,sCE)。這樣會導致晶體管性能的嚴重退化,影響其開關效率以及速度。如果短溝道效應得不到有效控制,傳統的平面體硅MOSFET的尺寸持續按比例縮小將變得越來越困難。集成電路技術發展到當今20nm技術節點及以下時,在速度、功耗、集成度、可靠性等方面將受到一系列基本物理工藝技術問題的限制。

   為了克服這些挑戰,人們致力于兩方面的研究:一方面積極研發全新的信息處理技術,以便在CMOS技術的能力范圍之外繼續實現或超越摩爾定律;另一方面積極研究器件新結構、新材料,以便充分挖掘CMOS技術的潛力,實現CMOS技術沿摩爾定律進一步按比例縮小。比如,在傳統晶體管的△藝設計中采用新的材料,如高乃電介質,金屬柵材料以及隱埋應變硅源漏,或者發展替代傳統平面結構的晶體管器件結構。

CM(E集成電路材料與器件結構的演進硐。