定向碳纳米管(A-CNT)薄膜有望成为构建场效应晶体管(fet)的理想通道材料,其性能优于传统晶体管,并开发了多种方法来制备高半导体纯度、良好定向和高密度的A-CNT薄膜。然而,报道的基于a - cnts的fet几乎都是耗尽模式的fet,且阈下摆动(SS)较差。在本研究中,通过系统优化通道材料和CNT/高k/金属栅极堆栈,制备了基于A-CNT薄膜的增强模(e-模)fet。顶栅a - cnt fet的载流子迁移率最高达到1850 cm(2)V-1 s(-1),接近化学气相沉积法生长单个碳纳米管时的迁移率,创下了A-CNT薄膜中的最高记录。制造的200nm栅长p型CNTFET的关键参数SS=73mv/dec,跨导1mS(mu)/m,在-1V偏置下电流达1.18mA(mu)/m,表现出比商用硅基同等栅长晶体管优异的性能。基于高性能、均匀的e模场效应晶体管,经过优化设计,制备了级数为5、7、9和11的环形振荡器,在碳纳米管和其他基于纳米材料的ic中,记录传播门延迟为11.3 ps。中心彭练矛主任和张志勇副主任参与撰写,该文章发表在Advanced Functional Materials2021, Early Access。
文章链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202104539