基于5nm以下单层 SnNX (X = Cl, Br) 的同质CMOS设备
Yan-Dong Guo1,2, Zhi-Peng Huan1, Yu-Ting Guo1
1College of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210046, China. yandongguo@njupt.edu.cn.
Nanoscale
|October 23, 2025
概括
单层锡氧化 (SnNX) 对未来的电子产品显示出前途. 这些材料使得高性能,对称的n和p型设备成为可能,即使在高级CMOS集成电路的超级尺寸上也是如此.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 电子工程 电子工程
背景情况:
- 下一代CMOS电子需要超越的新通道材料.
- 具有高载体流动性的原子薄材料对于极端设备缩放至关重要.
- 单层锡氧化 (SnNX,X=Cl,Br) 由于其二维结构和平衡的电子/孔流动性,提供了潜在的潜力.
研究的目的:
- 为了研究5nm以下的门长 (Lg) 双门单层SNNX MOSFET的性能极限.
- 评估SNNX作为未来高性能 (HP) 和低功耗 (LP) CMOS应用程序的候选者.
- 为了评估n型和p型SNNX设备之间的对称性.
主要方法:
- 使用第一原则计算来模拟和分析设备性能.
- 模拟集中在双门单层SNNX (X=Cl,Br) 金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 上.
- 评估了关键性能指标,包括ON状态电流,下值波动,延迟时间,电容和功率延迟产物.
主要成果:
- SnNX MOSFET 满足国际半导体技术路线图 (ITRS) 2028 在Lg = 3 nm的HP和LP应用的要求.
- 在n型SnNX MOSFET中观察到超高的ON状态电流 (例如,在Lg = 5nm时4533μA μm-1),超过了许多报告的单层设备.
- 在n型和p型SNNX设备之间的性能指标中被证明具有高度对称性.
结论:
- 单层SNNX (X=Cl,Br) 是用于后CMOS集成电路的非常有前途的通道材料.
- 这些材料支持极端的设备缩放,并提供对称的n型和p型设备性能.
- SnNX晶体管表现出优异的性能特性,适合未来的电子应用.
