碳纳米管场效应晶体管:现状和未来

发布时间：2017-07-31 12:11

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【摘要】：硅基互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)场效应晶体管工艺已经发展到了14 nm技术节点,预计将很快到达其极限,需要寻找新的信息器件来延续摩尔定律.由于具备超小尺寸、高迁移率等显著优点,碳纳米管被认为是后摩尔时代最有潜力替代硅作为晶体管沟道的纳米材料之一.经过近20年的研究,基于碳纳米管场效应晶体管的技术已经取得了巨大的进步.本文将回顾碳纳米管场效应晶体管领域的关键性技术,包括N型欧姆接触实现、"无掺杂"CMOS技术、自对准顶栅结构以及尺寸缩减技术等.而且我们将分析碳纳米管晶体管在大规模材料制备以及碳管和电极接触方面存在的问题,并提出可能的解决方案.在此基础上,通过分析实验数据和模拟结果,对碳纳米管电子学的未来发展做出预测和展望,结果表明碳纳米管晶体管的潜力巨大,通过对材料和器件结构进行合理优化,碳纳米管晶体管在性能上可能远远超过硅基半导体对应技术节点的晶体管,成为后摩尔时代极其具有竞争力的信息器件.
【作者单位】： 北京大学电子学系纳米器件物理与化学教育部重点实验室;
【关键词】： 碳纳米管 场效应晶体管 纳米电子
【基金】：国家自然科学基金资助项目(编号:61321001,61322105,61376126)
【分类号】：TN386
【正文快照】： 1引言 现代电子信息技术的基础是集成电路芯片,而构成集成芯片的器件单元几乎都是由硅基CMOS场效应晶体管(Field Effect Transistors,FET)组成.场效应晶体管是一个电压控制电流源的元件,通过栅极的调制,来控制源漏之间的电流大小,使其呈现开态和关态,由此定义逻辑1和逻辑0.场

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本文编号：599073