納米環(huán)柵器件（GAA）是繼3納米以下及FinFET技術(shù)后，英特爾、三星和臺積電等境外半導(dǎo)體巨頭正投入巨資研發(fā)的最先進集成電路制造技術(shù)。長期以來，CMOS器件的多閾值（Multi-V_T）調(diào)控是實現(xiàn)高性能、低功耗電路最優(yōu)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。但堆疊納米片GAA器件由于納米片間空間（T_sus）嚴重受限，采用傳統(tǒng)的柵金屬功函數(shù)層膜厚調(diào)控以實現(xiàn)多閾值極具挑戰(zhàn)。因此，新型多閾值調(diào)控技術(shù)及工藝集成是目前先進GAA器件集成中的研究重點。 

　　針對上述關(guān)鍵問題，微電子所先導(dǎo)中心殷華湘研究員團隊提出了一種無傳統(tǒng)功函數(shù)金屬填充的柵介質(zhì)界面原位偶極子（WFM-less D⁴）閾值調(diào)控技術(shù)，有效突破傳統(tǒng)高k/金屬柵（HKMG）填充空間的限制，在三層堆疊Si納米片GAA n/pFET中獲得了7(N)+7(P)種類的多閾值集成, 分別實現(xiàn)了最大1105和873 mV的ΔV_T調(diào)控幅度，達到世界領(lǐng)先水平。該閾值調(diào)控技術(shù)還適用于T_sus進一步微縮的GAA器件，降低GAA晶體管的寄生電阻和電容影響，提高器件驅(qū)動性能與電路工作頻率。 

　　基于該研究成果的文章“Record 7(N)+7(P) Multiple V_Ts Demonstration on GAA Si Nanosheet n/pFETs using WFM-Less Direct Interfacial La/Al-Dipole Technique”入選2022 IEDM先進邏輯技術(shù)Session。2022年12月7日，微電子所姚佳欣博士在美國舊金山IEDM大會現(xiàn)場進行了口頭報告，并與包括Intel、TSMC、CEA-Leti、IMEC、UC Berkeley、MIT等國際產(chǎn)業(yè)界和頂尖研究機構(gòu)、大學(xué)在內(nèi)的多位技術(shù)專家、學(xué)者進行了詳細且深入的交流與探討。 

　　該研究由微電子所先導(dǎo)中心獨立完成，微電子所是唯一通訊單位。微電子所姚佳欣助理研究員（在站博士后）為第一作者，殷華湘研究員、張青竹副研究員為通訊作者。 

　　該研究得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)A專項、北京市自然科學(xué)基金青年項目、北京市科技新星計劃等項目資助。 

圖（a）WFM-Less D⁴調(diào)控方法與路徑，（b）所制備三層堆疊硅納米片（SiNS）GAA器件與WFM-Less D⁴ stack結(jié)構(gòu)的TEM結(jié)果，（c）多閾值GAA器件I_d-V_g特性@Vdsat=±0.9V，（d）7N+7P器件多閾值的實現(xiàn)及分布