負電容晶體管是將具有負電容行為的鐵電薄膜材料插入柵疊層中，可突破晶體管開關(guān)特性受玻爾茲曼統(tǒng)計分布影響這一根本性限制，可應(yīng)用于具有超低功耗需求的大規(guī)模集成電路，在全世界集成電路普及的今天，具有重要的理論研究和實際應(yīng)用價值。如此前沿且極具挑戰(zhàn)性的研究課題，就是周久人在攻讀博士學(xué)位期間的核心工作：超低功耗應(yīng)用的負電容場效應(yīng)晶體管研究。
周久人說：“在過去的50多年里，以MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管為標(biāo)志的微電子技術(shù)沿著摩爾定律取得了長足的發(fā)展，芯片單位面積晶體管數(shù)量約每18個月翻一番。然而隨著晶體管特征尺寸縮小，其功耗無法對應(yīng)降低，高功耗成為限制摩爾定律持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。負電容晶體管將鐵電材料薄膜所具有的負電容效應(yīng)集成于柵結(jié)構(gòu)中，從而實現(xiàn)柵壓放大并突破傳統(tǒng)場效應(yīng)晶體管亞閾值擺幅極限—60mV/decade。”
近幾年來，世界各國的科學(xué)家通過理論研究和實驗驗證的方式，證實了負電容晶體管能實現(xiàn)標(biāo)志低功耗特征的亞閾值擺幅小于60 mV/decade陡峭開關(guān)特性的可行性。但是，由于鐵電薄膜材料的負電容特性機理極其復(fù)雜，仍面臨負電容區(qū)域不穩(wěn)定、設(shè)計規(guī)則不明確以及翻轉(zhuǎn)頻率極限等世界級難題，這也正是周久人目前所專注的研究課題。
本期的研途先鋒將走進微電子學(xué)院2015級博士研究生周久人。周久人師從郝躍院士和韓根全教授，目前，在郝躍院士團隊的新型微納米CMOS器件課題組做研究。2016年12月，周久人在2016年IEEE International Electron Devices Meeting(簡稱IEDM)上，口頭報告了團隊的最新研究論文《Ferroelectric HfZrOx Ge and GeSn PMOSFETs with Sub-60 mV/decade Subthreshold Swing, Negligible Hysteresis, and Improved IDS》。IEDM是國際微電子器件領(lǐng)域的頂級會議，也是IEEE旗下的兩個王牌會議之一，在國際微電子領(lǐng)域享有權(quán)威的學(xué)術(shù)地位和廣泛的影響力，被譽為“微電子器件領(lǐng)域的奧林匹克盛會”。該研究論文在IEDM上發(fā)表，標(biāo)志著西安電子科技大學(xué)在先進微電子器件研究領(lǐng)域正逐步走向世界前列。今天讓我們共同聆聽他的心路歷程。
周久人的故事
從大學(xué)本科到攻讀博士，這個重慶小伙已經(jīng)在西電求學(xué)六余載，他本科期間多次獲得學(xué)校獎學(xué)金以及“優(yōu)秀學(xué)生干部”、“優(yōu)秀畢業(yè)生”等榮譽稱號，并以優(yōu)異的成績投入郝躍院士門下攻讀博士，從此開始了他的科研之路。
談到專業(yè)領(lǐng)域，周久人顯得格外激動。他介紹道，摩爾定律推動了信息化現(xiàn)代的高速發(fā)展，而我所從事的研究正是摩爾定律延伸的腳步。2016年12月，我代表團隊赴美國舊金山參加了國際電子器件會議IEDM2016，口頭報告了我們團隊在負電容鍺與鍺錫溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)研究領(lǐng)域取得的突破性成果，研究成果引發(fā)了加州大學(xué)伯克利分校、東京大學(xué)以及臺灣國立大學(xué)等單位相關(guān)研究組的極大興趣，并進行了深入研討。
厚積薄發(fā)，是對周久人同學(xué)最好的詮釋。他腳踏實地，從熟悉各種實驗設(shè)備、實驗流程開始到真正將所學(xué)付諸于具體實驗過程，歷經(jīng)了一年多的時間。這期間，他善于思考，勤于鉆研，查閱了大量相關(guān)文獻資料及研究成果，不斷充實和完善自己的理論知識儲備；在有所思，有所疑時，他經(jīng)常與導(dǎo)師進行學(xué)術(shù)探討，并從中獲得研究思路與靈感。研究生期間，他成功申請了多項專利，參加多次國際學(xué)術(shù)會議，諸如第三屆國際ALD應(yīng)用會議暨2016屆中國ALD大會等，并作口頭報告。
他始終銘記郝躍院士的教誨“志存高遠者必腳踏實地”，秉承不怕苦不怕累，踏實勤奮的工作勁頭，埋頭于實驗中，常常忘記了時間熬夜到凌晨，出實驗室才發(fā)現(xiàn)早已汗流浹背。然而，這些常人不愿忍受的枯燥與辛苦，帶給他的卻不是煩惱，反而從中獲得了更多的科研樂趣。他享受其中，樂在其中。
自信幽默，踏實嚴謹
在同窗好友張少航眼中，周久人是一個自信幽默卻又不失嚴謹?shù)摹昂脩?zhàn)友”。生活中，他總是笑容滿面，待人處事不卑不亢，性格幽默風(fēng)趣，樂于助人，展現(xiàn)給大家一種積極陽光的姿態(tài)；科研時，周久人憑借自身深厚的專業(yè)知識儲備和豐富的實驗經(jīng)驗，能夠深入思考，冷靜處理和攻克在實驗中遇到的問題和難關(guān)，在實驗中發(fā)揮了先進帶頭作用。
立志高遠，踏實肯干
在郝躍院士的眼中，周久人是一個立志高遠而又腳踏實地的學(xué)生。他評價到：“周久人同學(xué)有著高遠的目標(biāo)，敢于與學(xué)術(shù)前沿問題‘硬碰硬’，始終追求對當(dāng)前研究水平的不斷超越。關(guān)鍵是他在實驗中不怕吃苦、踏實肯干和認真嚴謹?shù)目蒲芯瘢撬〉猛黄菩钥蒲谐晒闹匾??！?/p>
仰望星空，腳踏實地
“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”立志高遠，追求卓越，是我一直以來所堅持的信念。為自己樹立更遠大的目標(biāo)，既不局限于眼前的事與物，也不滿足于過去獲得的成績，追求夢想，期望站在更高水平的平臺之上。然而，腳踏實地是實現(xiàn)追求的基礎(chǔ)，做實驗的過程中，需要耗費大量的體力與精力，熬夜到凌晨已經(jīng)成為一種常態(tài)。我認為“耐得住，扛得住”是一名科研工作者的基本素質(zhì)。只有一絲不茍地計劃好每一道工序，踏踏實實地做好每一步實驗，多讀書，多思考，掌握新知識，開拓思維，才能真正有所進步。
提到獲得的成績，周久人同學(xué)謙虛地表示，成績是團隊共同合作的成果，他要做的還有很多。他非常誠懇地說道：“科研路上離不開恩師的指導(dǎo)，非常感謝我的導(dǎo)師郝躍院士高瞻遠矚的發(fā)展遠見，他是引導(dǎo)我科研方向的指路明燈！同時，還要感謝課題組的韓根全老師和張春福老師在實驗過程中給予的悉心指導(dǎo)和幫助，以及張進成老師對于實驗項目的鼎力支持。我會腳踏實地，走好每一步，爭取取得更多高水平的創(chuàng)新成果?！?/p>
（文/西電新聞中心·程 珺）
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