IBM发表纳米碳管形成的CMOS逻辑电路结构

2008-02-13 00:34:36来源: DIGITIMES

  因为研发工程师的努力,使得纳米碳管的应用已经跨入CMOS逻辑电路,在ISSCC 2007的会议中,IBM发表了关于将纳米碳管应用于CMOS逻辑电路中环形振荡器的论文与演说。对于这项技术,在2006年3月IBM便已经确认了,利用纳米碳管完成振荡器的运作情况,但是正式且详细的电路结构,IBM则是在ISSCC 2007的会议中发表。另外,在这项技术之中,IBM是利用5个层级结构来完成纳米碳管环形振荡器,完成后环形振荡器的工作电压与频率分别为1.04V和72MHz,而在电路的部份则是设计了5个反相器和1个防止系统干扰的读取反相器,反相器中的p型MOS和n型MOS就是采用了纳米碳管作为通道。所以从IBM这样的设计结构,可以证实已经能够利用纳米碳管,独立形成CMOS逻辑电路中所需要的p MOS和n MOS。且在制程上,IBM也详细的解释了材料与做法。

  IBM的作法是在电极中分别使用钯(Pd)和铝(Al)金属材料,利用铝作为栅电极的碳纳米晶体管,以及钯作为碳纳米晶体管。这2种材料的功率函数完全相异,这样可以让纳米碳管所形成的通道拥有两种阀值电压,因此实现了p MOS和n MOS分别具有大导通电流的场效应管,此外,在栅绝缘膜的部份则是使用了厚度为12纳米的AI2O3。

  一般情况下电子具有三维扩散的特性,所以相当容易受到杂质散射的影响,然而利用纳米碳管形成p型MOS和n型MOS结构的优点在于,不会受到杂质散射的干扰,能够让电子在纳米碳管中沿着单一方向进行运动。因此,虽然IBM所发表的环形振荡器工作频率只有72MHz,这是因为所形成的寄生电容高达11fF。但是后续的电路设计,如果能够发挥纳米碳管的特性,再加上妥善进行电路布局的话,有相当的可能性能够把另人困扰的寄生电容降到数10aF左右,进而实现T Hz的运作效能。

关键字:反相  振荡  环形  材料  逻辑  场效应管

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/ZHZX/200802/article_797.html
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