真空溝道電子器件采用真空縫隙作為器件溝道，其電子遷移率優(yōu)于所有半導(dǎo)體器件，可滿足高頻通信、高保真模擬電路以及在高溫、強輻射等極端環(huán)境下的應(yīng)用需求。近年來，真空溝道電子器件成為后摩爾基礎(chǔ)元器件的研究熱點。然而，現(xiàn)有真空溝道電子器件多采用電子束光刻、離子束聚焦刻蝕等方法加工其納米溝道，與 CMOS 工藝兼容性差，難以實現(xiàn)大規(guī)模制備和應(yīng)用。

近日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所集成電路材料全國重點實驗室俞文杰課題組提出了一種結(jié)合化學(xué)機械拋光（CMP）及選擇性濕法腐蝕性的新型真空溝道電子器件集成方案?；赟OI襯底材料，該研究團(tuán)隊成功制備了具有14 nm真空溝道的原型器件，該器件實現(xiàn)了較低開啟電壓（1.8 V）和較高發(fā)射電流（70nA@5V，T=300K）。本工作還綜合分析了器件的時間穩(wěn)定性、溫度響應(yīng)特性等。該方案與 CMOS 工藝完全兼容，其具有工藝簡單、可控性高、可拓展性強等優(yōu)勢，對真空溝道電子器件的大規(guī)模制造有重要的參考意義。

相關(guān)論文以 “ A? Novel? Approach? for? ?Large-Scale? Fabrication? of? Nanoscale? Vacuum? Electronic? Devices? with? ?High? Compatibility? and? Controllability”為題，以編輯精選文章（Editors’ Picks）發(fā)表于電子器件領(lǐng)域權(quán)威期刊《 IEEE Electron Device Letters》。中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)所博士研究生陳錦和劉強助理研究員為該論文共同第一作者，劉強助理研究員和俞文杰研究員為該論文通訊作者。相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目（C 類） [原青年科學(xué)基金項目]、上海市啟明星揚帆計劃等項目資金支持。

圖 1? 真空溝道電子器件示意圖及其電子發(fā)射性能

圖 2? 真空溝道電子器件微納結(jié)構(gòu)