半导体纳米结构对实施高性能热电发电机提出了很大的希望。的确,他们预计他们将提供降低的导热率,而不会在电导率上进行大量权衡,这是优化功绩热电图的关键要求。在这里,提出了一种新型的纳米式体系结构,其中用离子液体用作热构造栅极介电。这些设备允许在悬浮的半导体纳米线中对电运转运的现场效应控制,其中可以使用全电动设置同时测量热导率。可以合并有关在单个纳米版本上采用的电气和热传输特性的实验数据,以提取ZT,指导装置优化和热电性能的动态调整。
在本项目中,我们将探索一种新型材料,即与超导体耦合的铅锡硫族化合物半导体,在量子信息设备中的潜在应用。我们假设它们独特的物理特性——强大的自旋轨道相互作用、高电子迁移率和有效的静电控制——将有可能减少量子比特的退相干。此外,它们还可用于研究纳米级设备中的新量子现象。我们将研究这种材料平台是否能够发现新的量子控制方法并提高量子设备的性能。一个由理论物理学家、实验学家和晶体生长者组成的国际团队将努力开发材料、表征它们、构建和分析量子设备,并在单一且一致的反馈回路过程中从理论上预测这些系统中的新量子动力学。
Dennard 缩放:1974 年,Robert Dennard 等人 [3] 撰写了一篇开创性的论文,描述了晶体管缩放规则,该规则能够同时提高性能、降低功耗并持续提高密度。Dennard 工作中的原则被半导体行业采纳为未来 30 年推动摩尔定律的有效路线图,为我们提供了持续改进晶体管技术的可预测路径。绕过瓶颈的重大突破包括:(a) 创新浸没式光刻技术,用于图案化低于光波长的特征 [3],以继续实现密度缩放;(b) 创新工艺和工具,用于超薄栅极氧化物和超浅结的原子级精密工程,以解决 30 纳米以下栅极长度的静电控制瓶颈;(c) 晶圆尺寸从 100 毫米过渡到 300 毫米,以提高工厂产量并降低成本。
近年来,传统的晶体管缩放率发生了急剧过渡。不是平面晶体管的相对简单收缩,而是重新设计了整个几何形状。垂直填料现在是一个全面的(GAA)晶体管设计,该设计允许从栅极偏置对通道区域进行更大的静电控制。也很明显,硅缩放量已经达到其末端,并且正在研究新材料,包括用于高级晶体管节点和广泛的专业应用(例如,宽带的功率设备的宽带隙半导体)。仅使用实验来评估设备制造的可行性非常昂贵且耗时,这就是为什么过程模拟在当今的微型和纳米电子设计周期中必不可少的原因。在本演讲中,我将介绍一个有效的多规模过程模拟框架VIENNAP,我们正在开发该框架,以满足现代半导体制造的需求。如今,必须从所有尺度上处理问题:从原子室到反应堆室本身。
摘要:栅极绝缘体是决定石墨烯场效应晶体管 (GFET) 性能的最重要因素之一。栅极电压对导电通道的良好静电控制需要较薄的栅极氧化物。由于缺乏悬挂键,通过原子层沉积 (ALD) 工艺生长的栅极介电膜通常需要种子层。种子层可实现介电膜的高质量沉积,但可能导致最终介电膜厚度大幅增加。针对该问题,本文提出了一种改进工艺,在原子层沉积之前使用蚀刻溶液去除自氧化的 Al 2 O 3 种子层,Al 2 O 3 残留物将提供石墨烯表面的成核位点。受益于电介质膜厚度的减小,与使用标准 Al 蒸发种子层方法的 GFET 相比,使用此方法作为顶栅电介质膜沉积工艺的 GFET 的跨导平均增加了 44.7%。
全栅环栅 (GAA) 是一种最佳器件配置,它能静电控制沟道长度最窄的晶体管 2,并最大限度地减少器件关断时的漏电流,从而使器件在每次切换时耗散更少。GAA 几何形状有多种可能,并且已经在水平 3 或垂直配置中得到验证。4 – 7 尽管技术解决方案有望最终将晶体管的栅极长度 L g 缩小到几纳米 5,但从一维(长栅极或大宽度)到全尺寸缩放的晶体管的转变对器件操作的影响仍有许多悬而未决的问题。其中,应明确解决所制造器件的质量和可能导致晶体管操作不良或电性能分散的波动源,以提出最终集成的解决方案。但是,经典的表征技术(如迁移率提取)不足以提供有关最终缩放时器件质量的信息,因为迁移率可能会在如此小的栅极长度下崩溃。 8 – 11 低频噪声可以成为一种非常精确的技术,用于表征低噪声纳米器件中的电子传输。12 , 13
随着技术的不断发展,由硅制成的传统晶体管使设备变得更小,更强大,正面临着局限性。为了克服这些挑战,正在探索包括FinFET和GNRFET在内的新型晶体管。finfets以3D设计,以改善对电流的控制,非常适合非常小的设备。gnrfets,由石墨烯(非常薄的材料)制成,承诺效率更好,速度更快,并且由于其独特的特性而使用的功率更少。本文通过分析它们在电路中的性能进行比较,专门针对一个称为“完整加法器”的常用电路。我们发现,尽管FinFET非常适合当前需求,但GNRFET提供了更好的能源效率,并且可能是电子产品的未来,尤其是在节省功率很重要的设备中。分析强调了如何将每种类型的晶体管应用于下一代电子产品中,帮助工程师设计更强大和节能的设备。关键字:FinFET,GNRFET,纳米级晶体管,石墨烯Nanoribbons,3D栅极结构,静电控制,短通道效应,高载流子迁移率,低功率操作,半导体技术,小型技术,小型技术,小型化,设备制造,高级CMOS,高级CMOS,下一代电子产品。1。简介
阅读并保存这些说明。遵循安装、操作和编程手册中的说明。必须遵循这些说明以避免损坏控制面板和相关设备。火灾报警控制面板 (FACP) 的操作和可靠性取决于正确的安装和编程。请勿安装任何看似已损坏的 SIMPLEX 产品。打开 Simplex 产品包装后,检查纸箱内容是否有运输损坏。如果有明显损坏,请立即向承运人提出索赔并通知 Simplex。电气危险 - 进行任何内部调整或维修时,请断开电源。维修应由合格的 Simplex 代表执行。静电危险 - 静电会损坏组件。因此,请按如下方式处理:1.打开或安装组件前请先接地(使用 553-484 静电控制套件)。2.始终用防静电材料包裹未安装的组件。射频能量 - 本设备会产生、使用并可能辐射射频能量,如果未按照说明手册进行安装和使用,可能会对无线电通信造成干扰。经测试,本设备符合 FCC 规则第 15 部分 J 分部对 A 类计算设备的限制,旨在为在商业环境中操作时提供合理的保护,防止此类干扰。在住宅区操作本设备可能会造成干扰,在这种情况下,用户需要自行承担费用,采取一切必要措施来纠正干扰。
在过去的几十年中,互补的金属 - 氧化物 - 氧化 - 氧化核(CMOS)技术一直是现代综合电路发展的推动力。增强栅极静电控制以提高对短通道效应(SCE)的免疫力(尤其是在积极缩放晶体管技术的发展中)的关键策略。这包括开发高等效氧化物厚度(EOT)缩放的高κ /金属门技术,以及超薄体,鳍和堆叠的纳米片通道晶体管;在3 nm技术节点1之外,半导体工业(遵循FIN场效应晶体管技术)目前正在采用堆叠的纳米表晶体管。要进一步扩展长度尺寸并保持良好的驱动电流,至关重要的是抑制SCE。可以使用增加数量的薄堆积通道来实现这一目标。然而,常规半导体晶体管的性能迅速降低到硅的3 nm厚度低于3 nm的厚度,而INGAAS的性能降低了10 nm。二维(2D)半导体是一种替代通道材料,与传统的半导管相比,单层厚度和单层厚度较高,在单层厚度上具有更高的迁移率。但是,2D材料缺乏高品质的大区域CMOS兼容生长技术。也很难在其范德华表面形成介电。此外,这些材料很难浓缩,并且在Schottky金属/半导体触点处引起的高接触分析。特别是原子层氧化物半导体,尤其是无定形im-gallium-Zinc氧化物(Igzo) - 用于平面晶体管(TFTS)中的半导体通道材料(用于平面式式施用应用程序12)。但是,尽管是高批量制造的成熟技术,但氧化物半导体很少被视为用于缩放高性能晶体管的Channel材料。这是由于它们的低电荷载流子迁移率约为10 cm 2 v -1 s –1,并且在质量生产中使用时,它们通常需要多达几十纳米的通道厚度13。然而,对于单一三维(3D)整合应用14-21的CMOS后端(BEOL)中氧化物半导体晶体管的使用引起了兴趣。
过渡金属二盐元化(TMDS)的单层表现出许多具有不同结构,对称性和物理特性1-3的晶体相。在二维4中探索这些不同的结构阶段之间的过渡物理学可能会提供一种切换材料特性的方法,这对潜在的应用有影响。由热或化学方法5,6诱导;最近提出,通过静电掺杂对晶体相纯粹的静电控制是一种理论上的可能性,但尚未实现7,8。在这里,我们报告了单层钼二硫代硫醇的六边形和单斜阶段之间静电掺杂驱动的相变的实验证明(Mote 2)。我们发现相变显示了拉曼光谱中的滞后环,并且可以通过增加或降低栅极电压来逆转。我们还将第二谐波生成光谱与极化分辨的拉曼光谱结合在一起,以表明诱导的单斜相保持原始六边形相的晶体取向。此外,这种结构相变于整个样品同时发生。这种结构相变的静电掺杂控制为基于原子薄膜开发相变设备的新可能性开辟了新的可能性。分层TMD中通常研究的晶体形式是最稳定的六边形(2H)相。在这种情况下,如图有趣的是,实验研究报道了另一种分层晶体结构,即单斜(1T')相。1a,每个单层由一层六角形的过渡金属原子组成,并将其夹在两个层的chalcogen原子1之间。与散装形式不同,单层2H TMD成为直接带隙半导体和断裂反转对称性,在布里远区域9,10的角落形成了不等的山谷。这种山谷的自由度,以及在低维度中的强烈激子效应,使该阶段成为二维谷LeTronics和Optoelectronics 11-13的独特平台。在这里,在每个层中,丘脑原子在过渡金属原子周围形成一个八面体配位,沿y轴14的晶格失真(图1b)。与半导体2H相不同,半金属或金属1T'单层TMDS保留反转对称性,预计将表现出非平凡的拓扑状态2,3。2H和1T'相之间过渡的动态控制可以揭示不同晶体结构的竞争,共存和合作,以及不同的物理特性之间的相互作用15。这种控制还导致广泛的设备应用,例如记忆设备,可重新配置的电路和拓扑晶体管在原子上较薄的限制为2,16,17。到目前为止,通过在500°C下的热合成进行了实验报告TMD中的2H到1T'相变(参考5),通过元素取代18和激光照射19。但是,这些相变仅在几层或