这项工作介绍了利用石墨烯纳米色带效果晶体管(GNRFET)的两,三位和四位模数转换器(ADC)的设计和仿真。该设计中使用的GNRFET设备的通道长度为16 nm,并以0.7 V的电源电压操作。高级设计系统(ADS)用作仿真平台。为了实现紧凑而有效的设计,实施了当前的镜像拓扑来偏置。根据功耗评估了每种ADC配置。在0.7 V电源电压内,设计表现出全范围线性输入特征。这些结果表明,这种ADC设计特别适合在高速纳米电机力学系统(NEM),内存单元和高级计算体系结构中应用。标准晶体管逻辑(STI)的延迟平均降低百分比分别为12%,ADC设计的平均百分比分别为32%。此外,功率优化的三元逻辑电路往往更快地运行。
摘要—在这项工作中,我们展示了原子层沉积 (ALD) 单通道氧化铟 (In 2 O 3 ) 栅极环绕 (GAA) 纳米带场效应晶体管 (FET),该晶体管采用了后端制程 (BEOL) 兼容工艺。在 In 2 O 3 GAA 纳米带 FET 中,实现了 19.3 mA/µ m(接近 20 mA/µ m)的最大导通电流 (I ON ) 和 10 6 的开/关比,其通道厚度 (T IO ) 为 3.1 nm,通道长度 (L ch ) 为 40 nm,通道宽度 (W ch ) 为 30 nm,介电 HfO 2 为 5 nm。采用短脉冲测量来减轻超薄通道层中流动的超高漏极电流引起的自热效应。 In 2 O 3 FET 获得的创纪录高漏极电流比任何传统单通道半导体 FET 高出约一个数量级。这种非凡的漏极电流及其相关的导通状态性能表明 ALD In 2 O 3 是一种有前途的氧化物半导体通道,在 BEOL 兼容单片 3D 集成方面具有巨大的发展机会。
开放式船舶交通的解化绝绝对只能通过替代能源载体实现。除了合成燃料之外,电池电力推进是一种备受关注的措施,尤其是对于较小的船只和短通道。但是,对定量船舶特性尚无共识,可以应用电池而不是基于燃料的解决方案。因此,评估了45个具有一系列运输能力的容器的电池推进系统的局限性。最常见的海洋电池技术通过将其性能与最先进的燃烧引擎进行比较,从经济和环境中评估。监控船舶的质量和数量限制,除了资本和运营费用外,还量化了新兴的机会成本。发现电池电气推进系统的应用不受容器尺寸的限制,而是主要受操作的通道长度的限制。尽管在技术上最多可实现15,000公里的距离,但经济上的局限性实际上将应用领域降低到最多10,000公里。但是,当将电池解决方案与常规柴油燃烧发动机进行比较时,只有在包括碳税和预测乐观的电池开发时,才能观察到高达2500公里的经济竞争力。
摘要:对未来电子应用的原子较薄的半导体对单层(1L)硫属(例如MOS 2)(例如化学蒸气沉积(CVD)生长)非常关注。然而,关于CVD生长的硒的电性能,尤其是Mose 2的报告很少。在这里,我们比较了CVD生长的1L和BiLayer(2L)Mose 2的电性能,并由子材料计的ALO X封顶。与1L通道相比,2L通道表现出约20倍较低的接触电阻(R C)和〜30倍的电流密度。r c通过ALO X封盖进一步降低> 5×,这可以提高晶体管电流密度。总体而言,2L ALO X盖的Mose 2晶体管(约500 nm的通道长度)可提高电流密度(在V DS = 4 V时约为65μM /μm),良好的I ON / I ON / I ON / I ON / I OFF> 10 6,R C为约60kΩ·μm。 1L设备的性能较弱是由于它们对处理和环境的敏感性。我们的结果表明,在不需要直接带隙的应用中,2L(或几层)比1L更可取,这是对未来二维电子产品的关键发现。关键字:丙象钼,单层,双层,接触电阻,晶状体效应晶体管,氧化物封盖,掺杂,2D半导体
Dong-Ho Lee 1 , Hwan-Seok Jeong 1 , Yeong-Gil Kim 1 , Myeong-Ho Kim 2 , Kyoung Seok Son 2 , Jun Hyung Lim 2 , Sang-Hun Song 1,* , and Hyuck-In Kwon 1,* Abstract —In this study, a quantitative analysis was conducted on the effects of channel width on electrical performance degradation induced by self-heating stress (SHS) in顶门自我对准的共蓝淀粉锌氧化物(IGZO)薄膜晶体管(TFTS)。从SHS之前和之后获得的转移和电容 - 电压曲线,我们透露,TFT的电性能沿通道长度方向不均匀地降解,并且该降解的程度在具有较宽通道宽度的TFT中更为显着。在制成的Igzo TFT中,SHS下的阈值电压偏移(δVTh)主要归因于Igzo活性区域的浅供体状态的密度和受体样的深状态的增加,并且电子陷入了Sio X Gate Patectric中的快速和慢速陷阱。此外,我们使用基于状态δVTh Th Th的TFTs的TFTS的子仪密度来进行SHS诱导的δv Th起源于每个降解机制。尽管每种降解机制的每一个δv th都随着通道宽度的增加而增加,但增加了电子捕获到Sio X Gate中的慢陷阱
摘要:二维 (2D) 半导体已被提议与现有的硅技术进行异质集成;然而,它们的化学气相沉积 (CVD) 生长温度通常太高。在这里,我们展示了在 50 分钟内在 560 °C 下直接使用 CVD 固体源前体合成连续单层 (1L) MoS 2 薄膜,在 450 至 600 °C、2 小时的热预算窗口内,以实现与现代硅技术的后端兼容。晶体管测量表明,在 1 V 漏极 - 源极电压下,100 nm 通道长度的导通电流高达 ∼ 140 μ A/μ m,这是迄今为止使用固体源前体在 600 °C 以下生长的 1L MoS 2 的最高值。在 6.1 × 10 12 cm − 2 电子密度下,传输长度法测试结构的有效迁移率为 29 ± 5 cm 2 V − 1 s − 1,这与在较高温度下生长的薄膜的迁移率相当。这项工作的结果为实现高质量、热预算兼容的 2D 半导体与硅制造的异质集成提供了一条途径。关键词:2D 材料、过渡金属二硫属化物、MoS 2、二硫化钼、BEOL、后端生产线、化学气相沉积、CVD 生长、载流子迁移率■ 介绍
摘要:本文的目的是研究表征MOSFET晶体管结构对阈值电压值的物理参数的影响。还可以分析底物(身体效应)对阈值电压的作用。MOSFET阈值电压值将在设备的动态和静态工作状态(模式)中产生影响。基于获得的结果,我们可以进一步看到每个物理参数对阈值电压总值的影响。我们可以看到这些参数中的哪个将对阈值电压产生重大且小的影响。因此,考虑到我们可以调整MOSFET物理参数的值以达到所接受的阈值电压。关键词:MOSFET参数,阈值电压,身体效应,增强型NMO,掺杂密度,短通道,窄通道。1简介特征MOSFET晶体管的重要值是阈值电压的值。根据MOSFET类型,阈值电压的值可能为正值和负值。在MOSFET晶体管的制造过程中,可以控制此值。N通道增强型MOSFET(或NMO)的物理结构如图1所示。由于增强型NMO比其他类型的MOSFET晶体管具有优势,因此在遵循时,我们将分析此。MOSFET晶体管的末端用S(源),D(drain),G(Gate)和B(身体)表示。创建(诱导)导电通道(导致表面反转)所需的栅极到源电压V GS的值称为阈值电压,并用V t或V t表示[1、2、3、4]。阈值电压的值取决于某些特征MOSFET结构的物理参数,例如:栅极材料,氧化物层T ox的厚度,T OX的厚度,底物掺杂浓度(密度)N A,氧化物 - 接口固定电荷浓度(密度)N OX,N OX,n ox,n ox,通道长度l,通道宽和偏置Voltage V sb v sb [2,5]。
Course Content: Module 1: INTRODUCTION TO VLSI DESIGN: What is VLSI Design and Microelectronics / Practical Applications of Integrated Circuits / Why study VLSI Design and Microelectronics / Career Prospects in VLSI Design / ASIC Design Flow / Types of Integrated Circuits ( Full Custom / Semi Custom / Gate Array ) / State of the Art in VLSI Design.模块2:MOSFET的操作和建模:MOSFET作为开关 / NMOS和PMOS晶体管 / MOS设备 / MOS设备的物理 /操作 /电流方程在不同区域 /阈值电压 /身体效应 /车身效应 /通道长度调制 /速度饱和 /短通道效果 /简短通道效应 /简介Spice Simulation。模块3:CMOS工艺技术和芯片制造:半导体晶体生长 /晶圆制剂的简介 /外交 /氧化 /扩散 /光刻 /金属化 /金属化 /蚀刻 /芯片包装和测试。模块4:数字CMOS电路的电路设计和布局:组合和顺序电路 /逻辑门 /闩锁和flops和flops /逻辑设计样式 /逻辑系列。模块5:CMOS模拟电路设计 - 简介:MOSFET / MOS模型 /电流源 /电流镜像 /差分放大器 /比较器 / opamp / opamp / bgr / dac / dac / adc / pll / rf电路的电流方程。模块6:模拟布局 - 概述:电阻器 /电容器 / MOSFET /匹配技术的布局(互构化和公共质心布局) /可靠性问题 - 电气移民 / ir drop / crosstalk / crosstalk / latchup / eSD / eSD /天线效应。行业标准EDA / CAD介绍模拟布局。
利用电磁 (EM) 场进行的无线通信是人体周围可穿戴设备之间信息交换的支柱。然而,对于植入式设备,电磁场会在组织中被大量吸收,而其他传输模式(包括超声波、光学和磁电方法)会由于一种能量形式转换为另一种能量形式而导致大量的转导损耗,从而增加了整体的端到端能量损耗。为了解决脑植入物中无线供电和通信的挑战以及低端端通道损耗,我们提出了双相准静态脑通信 (BP-QBC),通过使用电准静态 (EQS) 信号,避免了因没有场模态转换而导致的转导损耗,在通道长度约为 55 毫米的情况下实现 < 60dB 的最坏情况端到端通道损耗。 BP-QBC 利用基于偶极耦合的信号在脑组织内传输,在发射器 (TX) 中使用差分激励,在接收器 (RX) 中使用差分信号拾取,同时通过阻断流经脑组织的任何直流电流路径,在 1MHz 载波频率下提供比传统人体电流通信 (G-HBC) 低 ~41 倍的低功耗。由于通过人体组织的电信号传输是电准静态的,频率高达几十 MHz,因此 BP-QBC 可实现从植入物到外部可穿戴设备的可扩展 (bps-10Mbps) 占空比上行链路 (UL)。BP-QBC TX 的功耗在 1Mbps 时仅为 0.52 μW(占空比为 1%),这在从可穿戴设备中枢通过 EQS 脑通道到植入物的下行链路 (DL) 中收集的功率范围内,外部施加的电流小于 ICNIRP 安全限值的 1/5。此外,BP-QBC 消除了对颅下询问器/中继器的需求,因为它由于没有场传导而提供了更好的信号强度。这种低端到端通道损耗和高数据速率是由一种全新的大脑通信和供电方式实现的,在神经生物学研究、脑机接口、电疗和联网医疗领域具有深远的社会和科学影响。
利用电磁 (EM) 场进行的无线通信是人身周围可穿戴设备之间信息交换的支柱。然而,对于植入式设备,电磁场会在组织中产生大量吸收,而其他传输模式(包括超声波、光学和磁电方法)会由于一种能量形式转换为另一种能量形式而导致大量的转导损耗,从而增加了整体的端到端能量损耗。为了解决脑植入物中无线供电和通信的挑战并实现低端端通道损耗,我们提出了双相准静态脑通信 (BP-QBC),通过使用电准静态 (EQS) 信号,在通道长度约为 55 毫米的情况下实现 < 60dB 的最坏情况端到端通道损耗,从而避免了因没有场模态转换而导致的转导损耗。 12 BP-QBC 利用基于偶极耦合的信号在脑组织内传输,在发射器 (TX) 处使用差分激励,在接收器 (RX) 处拾取差分信号,同时通过阻断通过脑组织的任何直流电流路径,在 1MHz 载波频率下提供约 41 倍的低功耗,相对于传统的人体电流通信 (G-HBC)。由于通过人体组织的电信号传输是电准静态的,频率高达数十 MHz,因此 BP-QBC 允许从植入物到外部可穿戴设备的可扩展 (bps-10Mbps) 占空比上行链路 (UL)。 BP-QBC TX 的功耗在 1Mbps(占空比为 1%)时仅为 0.52 μW,这在从可穿戴中枢通过 EQS 脑通道到植入物的下行链路 (DL) 中收集的功率范围内,外部施加的电流小于 ICNIRP 安全限值的 1/5。此外,BP-QBC 消除了对颅下询问器/中继器的需求,因为它由于没有场传导而提供了更好的信号强度。如此低的端到端通道损耗和高数据速率是由一种全新的脑部通信和供电模式实现的,对神经生物学研究、脑机接口、电药物和互联医疗保健等领域具有深远的社会和科学影响。