美國(guó)《科學(xué)》雜志日前刊登了北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院彭練矛和張志勇課題組在碳納米管電子學(xué)領(lǐng)域取得的世界級(jí)突破:首次制備出5納米柵長(zhǎng)的高性能碳納米晶體管,并證明其性能超越同等尺寸的硅基CMOS互補(bǔ)金屬—氧化物—半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管,將晶體管性能推至理論極限。
據(jù)科技日?qǐng)?bào)1月24日消息,因主流硅基CMOS技術(shù)面臨尺寸縮減的限制,20多年來(lái),科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界一直在探索各種新材料和新原理的晶體管技術(shù),但沒(méi)有機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)10納米的新型CMOS器件。彭練矛教授表示,他們課題組經(jīng)過(guò)10多年的研究,開(kāi)發(fā)出無(wú)摻雜制備方法,研制的10納米碳納米管頂柵CMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其p型和n型器件在更低工作電壓0.4V下,性能均超過(guò)了目前最好的硅基CMOS?,F(xiàn)在,他們又克服了尺寸縮小的工藝限制,成功開(kāi)發(fā)出5納米柵長(zhǎng)碳納米晶體管。
課題組全面比較了碳納米管CMOS器件的優(yōu)勢(shì)和性能潛力。研究表明,與相同柵長(zhǎng)的硅基CMOS器件相比,碳納米管CMOS器件具有10倍左右的速度和動(dòng)態(tài)功耗綜合優(yōu)勢(shì),以及更好的可縮減性。
他們還研究了器件整體尺寸的縮減及其對(duì)器件性能的影響,將碳管器件的接觸電極長(zhǎng)度縮減到25納米,在保證性能的前提下,實(shí)現(xiàn)了整體尺寸為60納米的碳納米晶體管,并且成功演示了整體長(zhǎng)度為240納米的碳管CMOS反相器,這是目前實(shí)現(xiàn)的最小納米反相器電路。
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