通过氧化对碳纳米管晶体管的扩展p-doping,通过氧化对碳纳米管的 Annealing
Yongjae Cho1,2,3, Sushanta Pal4, Stephen J Buffat4
1Elmore Family School of Electrical and Computer Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana 47907, United States.
ACS nano
|November 7, 2025
概括
氧化 (NOx) 化通过改善孔注入和载体度来增强碳纳米管 (CNT) 晶体管. 这种方法也提高了射频性能,但需要仔细应用,以减轻对晶体管开关特征的负面影响.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 纳米技术纳米技术
- 半导体设备物理 半导体设备物理
背景情况:
- 碳纳米管 (CNT) 为下一代晶体管提供了有前途的电子性能.
- 控制CNT中的兴奋剂对于优化设备性能至关重要.
- 氧化 (NOx) 退火被探索为一种用于p-doping CNTs的方法.
研究的目的:
- 为了研究NOx回火对CNT晶体管的p-doping影响.
- 描述NOx回火对晶体管性能的优缺点.
- 为了优化NOx化用于顶级CNT晶体管中的扩展兴奋剂,并评估射频性能.
主要方法:
- 在100°C下NOx在1小时内回火,以诱导CNT氧化,并创建一个兴奋剂带.
- 后门 (BG) CNT晶体管的表征,以评估性能变化.
- 能力分析以了解对下值波动 (SS) 和排水诱导屏障降低 (DIBL) 的影响.
- 使用NOx扩展兴奋剂制造的p型顶端晶体管与缩放的高k门氧化物.
- 一个制造的射频晶体管的射频特性.
主要成果:
- 氧化回火会在价值带附近形成一个兴奋剂带,减少斯科特基屏障并增加孔度.
- 负面影响包括由于接口陷而导致的SS和DIBL的恶化以及短通道效应的恶化.
- 在顶端晶体管中使用NOx扩展兴奋剂显著增加了排水电流 (5.09至13.95μA),并减轻了SS/DIBL负面影响.
- 射频晶体管的性能显示,在NOx回火后,切断频率提高了十倍.
结论:
- 氧化回火是CNT晶体管的有效p-doping技术,增强了孔注入和载体度.
- 作为顶级设备的扩展兴奋剂的战略应用规避了性能退化问题.
- 氧化回火显著提高射频性能,使其在高频应用中具有价值.
