用于高性能电子的高密度半导体碳纳米管阵列
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
概括
研究人员开发了一种可扩展的方法,用于生产高度纯净的半导体单壁碳纳米管 (CNT) 阵列. 这些CNT阵列可以制造超越先进集成电路的商业性能的场效应晶体管 (FET).
科学领域:
- 材料科学
- 纳米技术
- 电气工程
背景情况:
- 制造10纳米以下的集成电路需要可扩展的电子纯半导体纳米管阵列.
- 目前的方法在实现碳纳米管 (CNT) 的高纯度和精确对齐方面面临挑战.
研究的目的:
- 开发一种可扩展的工艺,用于在晶片上制造密集的,对齐的和电子纯的半导体单壁碳纳米管 (CNT) 阵列.
- 用这些CNT阵列制造的场效应晶体管 (FET) 的性能.
主要方法:
- 采用多重分散和分类过程来实现高半导体纯度.
- 使用尺寸有限自调整 (DLSA) 程序创建具有可调整密度的良好调整的 CNT 阵列.
- 在CNT阵列上制造了顶端FET和五阶段环振荡器.
主要成果:
- 在10厘米晶片上实现CNT阵列的对齐度>9度,密度为100-200 CNT/μm.
- 制造的FET表现出优于商业FET的性能,当前电流为1.3mA/μm,过导率为0.9mS/μm在1V.
- 记录了低室温下值 (<90 mV/十年) 和环振荡器的最大振荡频率> 8 GHz.
结论:
- 开发的多重分散,分类和DLSA工艺使高性能半导体CNT阵列的可扩展制造成为可能.
- 这些CNT阵列适用于下一代集成电路,性能优于目前的基于的技术.
- 展示的性能指标为先进的纳米电子设备铺平了道路.
