高性能エレクトロニクス用の高密度半導体炭素ナノチューブ配列
1Key Laboratory for the Physics and Chemistry of Nanodevices and Center for Carbon-based Electronics, Department of Electronics, Peking University, Beijing 100871, China.
Science (New York, N.Y.)
|May 23, 2020
まとめ
研究者らは,高純度半導体単壁カーボンナノチューブ (CNT) 配列を製造するためのスケーラブルな方法を開発した. これらのCNT配列は,先進的集積回路のための商用シリコン性能を上回るフィールド効果トランジスタ (FET) の製造を可能にします.
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- 電気工学
背景:
- 10ナノメートル未満の集積回路を製造するには,電子的に純粋な半導体ナノチューブ配列のスケーラブルな生産が必要です.
- 現在の方法は,炭素ナノチューブ (CNT) の高純度および正確なアライメントを達成する上で課題に直面しています.
研究 の 目的:
- シリコンウエーファー上で,密度が高く,順位がよく,電子的に純粋な半導体単面カーボンナノチューブ (CNT) 配列を製造するためのスケーラブルなプロセスを開発する.
- これらのCNT配列を使用して製造されたフィールド効果トランジスタ (FET) の性能を評価する.
主な方法:
- 高い半導体純度を達成するために,複数の分散と分類プロセスが採用されました.
- 寸法限定自己調整 (DLSA) 手順を使用して,調節可能な密度でよく調整されたCNT配列を作成しました.
- トップゲートFETと5段階のリングオシレータは,CNT配列で製造された.
主要な成果:
- 10cmのワッフルで9度以上の配列と100〜200のCNT/μmの密度を持つCNT配列を達成した.
- 製造されたFETは,商用シリコンFETよりも優れた性能を示し,1Vで1.3mA/μmのオン状態電流と0.9mS/μmの超伝導性を示した.
- 低室温下限振動 (<90 mV/十年) とリング振動器の最大振動周波数>8 GHzを記録した.
結論:
- 開発された複数の分散,分類,DLSAプロセスは,高性能半導体CNT配列のスケーラブルな製造を可能にします.
- これらのCNT配列は次世代の統合回路に適しており,現在のシリコンベースの技術を上回ります.
- 先進的なナノエレクトロニクス機器への道を開くのです
