纵向晶体管设计方案使晶体管尺寸缩小到50纳米
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现在,常规芯片中的晶体管在硅晶片内部形成,电流横向流动,典型尺寸为180纳米。而贝尔实验室的“纵向”晶体管则建造在硅晶片的表面,电流垂直流动,尺寸只有50纳米（0.05微米）,大约是头发丝直径的两千分之一。另一个关键差别是,常规晶体管只有一个负责电流开关的门,而纵向晶体管有两个门,象一个方盒子,两个相对的面上各有一个门。因此,纵向晶体管有可能使某些芯片的处理速度翻番。
---- 目前,半导体厂商采用光来处理硅芯片。随着晶体管尺寸的不断缩小,光技术最终将无法满足在更小面积上实现更高性能的需求。采用光技术制作门,门尺寸之间误差相当大,芯片必须设计成能容忍这些差异,从而降低了芯片的整体性能。
---- 纵向晶体管解决了这一难题,它利用可精确控制的材料层厚度而不是光来设定门的尺寸,而目前用来制造超薄、均匀和可重复的材料层技术已相当成热。贝尔实验室已经开发出具有50纳米门的纵向晶体管,并有可能将这一尺寸缩小到30纳米以内。
---- 纵向晶体管设计还有助于克服制造更小的晶体管所面临的另一项难题：隔离层不断变薄。隔离层位于晶体管的门和作为电流通路的沟道之间以防止短路。多年以来,常规晶体管中隔离层的厚度已大幅缩减。但是,如果隔离层进一步变薄,将可能使电荷通过,因而导致能量的浪费并使芯片轻易被击穿。许多科学家相信,这将成为常规晶体管发展之路的终点。
---- 在鉴于此,半导体界一直在努力寻找替代目前隔离层二氧化硅的材料。这其中最大的障碍在于多数潜在的替代材料对半导体生产过程中的高温特别敏感。纵向晶体管设计消除了这个障碍,因为门和隔离层产生于生产过程的最后环节,此时高温步骤已经完成。
---- 因为贝尔实验室的纵向晶体管很坚实,所以完全可能在此基础上增加额外的晶体管层,从而制造出半导体行业梦寐以求的所谓的高层芯片。欲知详情,请与Steve Eisenberg（seisenberg@lucent.com）或Michael Jacobs（mejacobs@lucent.com）联系。
