近日，信电学院、硅材料国家重点实验室赵毅教授课题组关于先进工艺节点14nm鳍式场效应晶体管（FinFET）器件的论文被2017 IEEE国际电子器件会议IEDM（International Electron Devices Meeting）接收。该项工作利用皮秒级脉冲电流-电压扫描技术，直接实验研究了14nm FinFET器件在开启和工作时的自热效应，及其对器件可靠性的影响。IEDM是微电子领域的顶级会议，有着60多年的历史，在国际半导体技术界享有很高的学术地位和广泛影响。2017 IEDM会议将于12月2日至12月6日在美国旧金山召开。
为了进一步缩小电子器件尺寸，半导体产业界在14nm中引入三维立体结构的鳍式场效应晶体管（FinFET）制造逻辑开关器件。不同于传统硅基器件所具备的良好的导热性能，这一特殊结构会使晶体管工作时，沟道电流产生的热量不断积累，器件工作温度升高，从而导致器件性能退化。在更为先进的技术节点下，自热效应被认为是未来的10 nm、7/5 nm这些技术节点下的关键难点。赵毅教授课题组在自主搭建国际上最快的电学特性表征系统的基础上，运用皮秒级脉冲电流-电压扫描技术，成功捕捉了晶体管产热和散热的过程中漏极电流的变化，并评估了自热效应对电路中晶体管器件的热载流子注入效应的影响。这次论文被2017 IEEE IEDM接收，表明课题组这几年在器件快速测试技术以及先进集成电路器件方面的深入研究取得了一定的成效，得到了国内外同行的认可和关注。该论文的第一作者为博士研究生曲益明同学。这也是赵毅教授课题组连续第二年在国际电子器件大会（IEDM）上发表论文，标志着课题组科研实力的提升。
图1.(a) 所搭建的电学特性表征系统
图1.(b)所研究的14 nm FinFET版图
图2. 仿真的FinFET开启后Fin中温度变化图3.实验的FinFET器件性能随不同散热的退化
