4月22日下午，由北京大学集成电路学院、集成电路学院高精尖创新中心、北京大学国家集成电路产教融合创新平台、集成电路科学与未来技术北京实验室、“111”计划和北京大学化学与分子工程学院联合主办的“未名·芯”论坛系列讲座第七十二期在微纳电子大厦103报告厅成功举办。本期邀请IEEE Fellow、维也纳工业大学（TU Wien）微电子研究所所长的Prof. Tibor Grasser带来题为“Benchmarking Insulators for Devices Based on 2D Materials”的精彩讲座。讲座由北京大学集成电路学院贺明研究员主持。
在本次报告中，Grasser教授主要讲述了二维器件中绝缘体的选择与评估。与硅基器件中成熟的SiO2相比，二维体系中缺乏可大面积生长且高度兼容的高质量绝缘体。Grasser教授评估了多种绝缘材料，包括传统非晶三维氧化物（如Al2O3、HfO2）、本征二维氧化物、层状二维晶体（如hBN、云母）以及离子型三维晶体（如CaF2及相关氟化物）。通过分析各类材料在介电常数、能带排列、界面质量、稳定性和可微缩性方面的优势与局限，他认为三维氧化物的界面陷阱密度较高；hBN界面质量好，但介电性能不足以支撑亚1 nm等效氧化层厚度（EOT）的需求；氟化物等新型材料面临生长工艺挑战。
Grasser教授分析了非理想因素对EOT的影响以及对器件微缩的限制，并提出了一种无量纲的品质因子（FoM），来评估不同绝缘材料的栅漏电流。在器件可靠性方面，实际器件中存在大量缺陷和杂质，导致亚阈值摆幅退化、迁移率下降、噪声和回滞等问题，缺陷的动态行为在理论和实验上仍存在大量不确定性，需要系统性的表征。Grasser教授重点分析了影响二维材料器件微缩的两个关键非理想因素：死层效应与范德华间隙。二者在等效电路模型中均表现为与绝缘体串联的电容器，从而显著增加EOT，削弱栅控能力。他最后讲述了具有干净界面的本征氧化物Bi2SeO5和Bi2O2Se的体系及其生长制备方法，并强调其研究价值。
讲座最后，Grasser教授强调传统三维氧化物仍是目前的重点研究方向，但其在满足未来节点要求方面存在挑战；本征二维氧化物和氟化物等新型材料仍需要解决能带宽度、CMOS兼容性及生长工艺等问题。
讲座结束后，现场师生踊跃提问，围绕二维材料绝缘体的选择、缺陷表征方法以及未来CMOS集成方案等问题与Grasser教授进行了深入交流。Grasser教授结合自身在器件物理与可靠性领域的深厚积累，分享了独到见解，为在场师生带来了深刻启发。
个人简介：Prof. Tibor Grasser is an IEEE Fellow, head of the Institute for Microelectronics at TU Wien, and currently a visiting professor at PKU. He has edited various books, e.q. on the bias temperature instability, hot carrier degradation, and low-frequency noise (all with Springer), is a distinguished lecturer of the IEEE EDS, has been involved in outstanding conferences such as IEDM (currently General Chair), IRPS, SiSPAD, ESSDERC and IIRW is a recipient of the Best and Outstanding Paper Awards at IRPS (2008, 2010, 2012 and 2014), IPFA (2013 and 2014) ESREF (2008) and the IEEE EDS Paul Rappaport Award (2011). He served as an Associate Editor for IEEE TED and Microelectronics Reliability (Elsevier).
