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【转帖】“石墨烯FET也可用于逻辑LSI”，IBM等提出提高导通/截止比的方法
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“石墨烯FET也可用于逻辑LSI”，IBM等提出提高导通/截止比的方法 2010/12/15 00:00 打印 E-mail  模拟结果（点击放大）  采用金属源漏极时的能带图（点击放大）  源漏电极使用半导体材料时的能带图（点击放大） 印度理学院（Indian Institute of Science）和美国IBM开发出了可提高用于沟道的两层石墨烯（Bilayer Graphene）的FET（双层石墨烯FET）的导通/截止比方法（演讲编号：32.4）。源电极和漏电极使用半导体材料，而非原来提出的金属源漏极构造。逻辑计算显示，由此可抑制截止状态下漏电极向源电极流入的泄漏电流。该研究小组推算，通过采用此次的构造，栅长为20nm的双层石墨烯FET有望实现104左右的导通/截止比以及110mV/dec的S因子。 石墨烯由于显示出高达20万cm2左右的载流子迁移率，因此业界一直在推进将其用于FET沟道材料的研究。但是单层石墨烯不具备带隙，显示出金属特性，所以单层石墨烯FET很难实现超过10的导通/截止比。因此在石墨烯FET方面，目前的研究案例大多设想将其应用于模拟电路，而非逻辑LSI的开关元件。 而研究表明，将石墨烯重叠两层并施加电场后会形成带隙，从而显示出半导体特性。也就是说，使用双层石墨烯的FET有可能获得高的导通/截止比。此次研究的目标是利用这一特性，将双层石墨烯FET用作逻辑LSI的开关元件。 原来的双层石墨烯FET大多在源漏电极上使用金属材料。其目的是为了降低源漏电极的电阻值。研究小组分析表明，采用该构造时，在截止状态下，获得热能量后的漏电极中的空穴会借助能级流入源电极端。这使得泄漏电流增大。而将添加有n型或p型杂质的半导体用作源漏电极材料的话，在漏电极中就不会存在有助于空穴传输的能级，因此可抑制该泄漏电流。 研究小组根据这一分析，对源漏电极使用半导体材料时的双层石墨烯的特性进行了模拟。结果表明，将栅长缩小至20～15nm的话，在导通电流、导通/截止比及S因子等特性方面，可获得与最尖端的Si-MOSFET匹敌的性能。比如，导通/截止比可改善至104左右，S因子可改善至110mV/dec，导通电流超过英特尔的32nm工艺的逻辑LSI用MOSFET。（记者：大下 淳一） ■日文原文 【IEDM】「グラフェンFETは論理LSIにも使える」，IBMなどがオン/オフ比の向上手法を提案 |
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