三星SAIT以新材料实现更高能效系统半导体

by Kim Pyeonghwa

Published 01 Jun.2023 14:36(KST)

相关研究成果刊登于世界权威学术期刊

三星电子SAIT（原综合技术院）采用下一代半导体材料，开发出了提升性能和电源效率的系统半导体实现技术。公司提出目标，将借此提高新型晶体管技术的商业化可能性，把其培育为三星电子晶圆代工（半导体委托生产）业务的核心动力。

1日，三星电子通过公司内部研究取得相关成果，并在自家半导体新闻室发布了消息。公司还说明称，本次研究论文已刊登在世界知名学术期刊《Nature Electronics》上。

在该论文中，SAIT员工以第一作者、通讯作者和共同作者身份参与。三星电子DS部门半导体研究所所属员工也以共同作者身份署名。

开发出利用下一代半导体材料提升性能和能效的系统半导体实现技术的三星电子 SAIT 研究团队。/ 图片来源=三星电子半导体新闻室

研究团队指出，随着人工智能（AI）服务的扩散，在计算系统内承担数据运算和处理功能的系统半导体性能愈发重要，而他们聚焦于在提升性能过程中出现的漏电流问题。

要提升系统半导体性能，就必须使晶体管微缩并提高集成度。但在这一过程中，晶体管内部的绝缘膜也会随之变薄，从而导致漏电流增加。

研究团队确认，如果将用于绝缘膜的高介电常数材料替换为新材料——铁电材料，就可以降低漏电流。研究团队解释称，利用铁电材料的特性，可以在不增加漏电流的前提下降低工作电压，而这将进一步带来晶体管功耗的减少。

实际应用铁电材料制造的半导体，与采用传统高介电常数材料的半导体相比，在相同结构下最多可将功耗降低33%。

晶体管结构（nMOSFET）内部图像 / 三星电子半导体新闻室供图

研究团队表示，本次研究的意义在于，首次在全球范围内验证了利用负电容（NC）效应的“NCFET”结构新型晶体管的商业化可能性。他们还补充称，该技术可应用于包括现有鳍式场效应晶体管（FinFET）、环绕栅极（GAA）等三维（3D）结构晶体管在内的所有结构的晶体管。

共同第一作者、三星电子SAIT研究员Jo Sanghyun表示：“我们不仅通过实验验证了铁电材料的负电容效应，还同时确认了可以实现厚度微缩、可靠性保障以及负电容工作范围调节”，“这对于确认下一代低功耗、高性能系统半导体器件的商业化可能性意义重大”。

他接着表示：“今后将进一步改进铁电体薄膜生长及器件技术”，并补充称：“期待这一技术成为本公司晶圆代工（半导体委托生产）业务的核心未来技术”。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。