三维晶体管和后CMOS器件的进展

2012年当量产的集成电路的特征尺寸进入22 nm时,三维晶体管新结构成为纳电子发展的主流,标志纳电子学的发展由应力Si时代进入三维晶体管时代。介绍了多栅晶体管的发展过程,包括双栅、鳍栅、Pi型栅、Ω型栅、三栅和环形栅等FET关键技术的突破和由于栅极控制沟道电子能力增加而导致的器件性能的改善。同时,还介绍了后CMOS器件的新进展,包含InGaAs n沟道鳍栅FET、环栅纳米线FET、Ge n/p沟道鳍栅FET、碳纳米管FET、石墨烯FET、隧穿FET、单电子晶体管和自旋电子学等,以及后CMOS器件的评定和终结CMOS器件模型。     

固态微波毫米波、太赫兹器件与电路的新进展

固态微波毫米波、太赫兹器件与电路是微电子、纳电子领域的战略制高点之一,SiCMOS技术进入纳米加工时代,GaAs,InP材料的"能带工程"(超晶格、异质结),GaN材料的宽禁带和界面特性以及石墨烯纳米级新材料的创新发展都深刻影响着固态微波毫米波、太赫兹器件与电路的进展。描述了固态微波、毫米波和太赫兹器件与电路当前发展的新亮点,包括纳米加工技术、石墨烯新材料、GaN MMIC功率合成突破3 mm频段百瓦级、三端器件进入太赫兹和两端器件倍频链突破2.7 THz微瓦功率。并重点就当前发展的RF CMOS,SiGe HBT,LDMOS,GaAsPHEMT,GaAs MHEMT,InP HEMT,InP HBT,GaN HEMT,GFET和THz倍频链等10个领域的发展特点、2011年最新发展以及未来发展趋势进行介绍。     

应变硅技术在纳米CMOS中的应用

应变硅技术具有迁移率高、能带结构可调的优点,且与传统的体硅工艺相兼容,在CMOS工艺中得到广泛地应用,尤其是MOS器件的尺寸进入纳米节点。文章综述了应变硅技术对载流子迁移率影响的机理,并从全局应变和局部应变两个方面介绍了应变硅在CMOS器件中的应用。同时,将多种应变硅技术整合在一起提升MOS器件的性能是未来发展的趋势。     

纳电子学与神经形态芯片的新进展北大核心

综述了纳电子学和神经形态芯片进入新世纪后所处发展阶段以及近两年的最新进展。在纳电子领域,综述并分析了当今集成电路的发展现状,包括鳍式场效应晶体管（Fin FET）的发展、10 nm节点的技术突破、7 nm和5 nm节点的前瞻性技术研究以及三类后互补金属氧化物半导体（CMOS）器件（自旋电子器件、隧穿FET和碳纳米管栅的二维半导体Mo S2晶体管）的探索性研究,指出摩尔定律将沿着加强栅对沟道电子的控制（三栅和环栅）、更换高迁移率材料和采用新机理等技术路线继续前行。在神经形态芯片领域,综述并分析了神经形态芯片的发展历程、＂真北＂类脑芯片的技术创新和应用、当今嵌入式神经处理器的四个发展特点和采用新器件提高能量效率的探索。采用纳电子技术的神经形态芯片的发展将成为未来智能时代发展的基础。     

基于微纳光纤的通信器件研究进展

详细介绍了基于不同种类微纳光纤的光源、光耦合器、光开关和滤波器的结构、工作过程及性能参数,总结了基于微纳光纤的光纤通信器件的研究进展情况。指出微纳光纤器件的实用化是光纤通信器件的发展方向。     

硅基集成光电子器件的新进展

综述了硅基微纳激光器、调制器、探测器及光传输控制器件的最新研究进展.重点阐述了表面等离子体、量子阱、光子晶体及纳米光栅等新型结构在提高器件综合性能和降低器件尺寸方面的重大作用.同时,还展示了用标准互补金属氧化物半导体(CMOS)技术,实现硅基光子器件和电子器件在同一基片上微纳集成的巨大前景.     

后CMOS器件的候选者

介绍了几种后CMOS器件可能的候选器件:谐振隧道器件、单电子晶体管、碳纳米管晶体管、分子器件和自旋晶体管。     

SOI CMOS器件及其应用

介绍SOI技术及其形成方法。介绍SOI CMOS器件的优点、全耗尽(FD)SOI CMOS器件的特点及其应用。     

新型CMOS图像传感器件——OV5116

<正> OV5116是美国Ommivision公司(以下简称OV公司)于2000年5月最新推出的高性能廉价黑白摄像机芯片。它克服了第一代CMOS黑白摄像器件OV5016的缺陷,大大改变了CMOS摄像器件在摄像应用领域的地位。 OV5016黑白摄像器件是OV公司第一代单芯片摄像器件。它以低廉的价格和极其简单的制造方法在CCD摄像器件领域引起震动,表明CMOS单片摄像器件已开始成功地进入商用领域。虽然OV5016具有功耗低、体积小、价格廉、可靠性高等四个优势,但它毕竟是CMOS摄像器件的初期产品,功能还不够完善,图像不够清晰,灵敏度较差,强光下易饱和,在大批量应用时方能体现其价格优势,比起CCD黑白摄像器件仍是     

单片异质集成技术研究现状与进展

异质集成技术是微系统的核心技术,分为混合异质集成技术和单片异质集成技术。单片异质集成技术因具有较高的集成度,逐渐成为研究热点。从两个方面介绍了微系统中单片异质集成技术的研究现状和进展。在微电子器件方面,主要发展方向为Ⅲ-Ⅴ族和Si基CMOS电子器件的单片异质集成;在光电子、MEMS器件方面,主要发展方向为Ⅲ-Ⅴ族光电器件、Si基CMOS电子器件和MEMS器件等的单片异质集成。最后,总结出异质集成技术面临的挑战和丞待解决的问题。     

Fluorinated Graphene in Interface Engineering of Ge‐Based Nanoelectronics

Germanium is a promising candidate to replace silicon in nanoelectronics due to its significantly higher electron and hole mobilities. However, the unstable germanium oxide formed at the interface between the channel and dielectric layer has impeded the progress of Ge‐based nanoelectronics. By taking advantage of the impermeability of graphene, it is discovered that the insulating fluorinated graphene is able to act as an efficient diffusion barrier layer to suppress the formation of the unstable interfacial oxide in Ge‐based devices. The Ge‐based device with the fluorinated graphene exhibits negligible capacitance versus voltage hysteresis, extremely low leakage, and superior equivalent oxide thickness. First‐principles calculations reveal that interfacial diffusion, which would otherwise be unmanageable, is sufficiently obstructed by the fluorinated graphene. This new structure is expected to expedite the implementation of germanium as a channel material in next‐generation nanoelectronic devices.     

纳米级SET/CMOS混合器件的研究进展

SET/CMOS作为一种单电子晶体管与纳米级CMOS混合结构的新兴纳米电子器件,不仅实现两者优势互补,而且其突出的功能特性极大影响着电路微型化发展的道路。从SET/CMOS的串联和并联两种基本结构出发,阐述了各自的工作原理与特性、进而介绍了该混合器件目前在实验室制备、电路设计以及数值模拟研究方面的现状,最后讨论了器件在发展中尚需解决的问题及其应用前景。SET/CMOS的容错电路及互连结构新型设计将会加速实用化的进程,使集成电路产生质的飞跃,进而有望实现超高密度的信息存储和超高速信息处理,并将在未来智能计算机、通信设备和自动化方面发挥重要作用。     

CMOS器件光学特性的测量

介绍了一种测量CMOS像感器调制传递函数(modulation transfer function,MTF)的方法,分别构造了可用于MTF和光谱量子效率测量的实验系统.并利用上述实验系统对1024×1024的CMOS像感器的MTF和量子效率进行了测量,获得了令人满意的结果.     

深亚微米CMOS器件建模与BSIM模型

介绍了深亚微米CMOS器件基于电荷模型、基于表面势模型和基于电导模型的建模方法及其优缺点,并以BSIM系列模型为例,讨论了BSIM系列模型特点及半导体工艺发展对CMOS器件建模方法的影响。     

双栅双应变沟道全耗尽SOI CMOS的瞬态特性分析

在提出双栅双应变沟道全耗尽SOl MOSFET新结构的基础上,模拟了沟道长度为25nm时基于新结构的CMOS瞬态特性.结果表明,单栅工作模式下,传统应变SiGe(或应变Si)器件的CMOS电路只能实现上升(或下降)时间的改善,而基于新结构的CMOS电路能同时实现上升和下降时间的缩短;双栅模式下,CMOS电路的上升和下降时间较单栅模式有了更进一步的改善,电路性能得以显著提高.     

低噪声CMOS图像传感器技术研究综述

文章总结了低噪声CMOS图像传感器代表性关键技术的最新研究进展。从CMOS图像传感器架构及各模块设计的角度,介绍了有源像素结构和图像传感器架构,分析了广泛采用的像素内源跟随CMOS图像传感器读出电路及其噪声等效模型,重点介绍了低噪声CMOS图像传感器关键技术,包括共享参考像素差分共源放大器技术、相关多采样技术、像素内斩波技术,以及相关技术的电路级实现方式。     

Integrated Low-Dimensional Semiconductors for Scalable Low-power CMOS Logic

Scalable nanoelectronics with energy-efficient logic technology is crucial for next-generation edge devices. Low-dimensional semiconductors, such as transition metal dichalcogenides and single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), have tunable properties with reduced short-channel effects. The unique properties of each material can be utilized owing to the heterogeneous integration of multiple semiconducting channels to form complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) logic. However, the integration remains challenging. This study reveals the realization of low static power hetero-CMOS inverters by the integration of n-type monolayer MoS₂ and p-type SWCNT networks. The balanced inverter exhibits a large peak gain of ≈67 at a supply voltage of 2 V with the customized design of the wafer-scale synthetic process and channel integration. An ultralow standby power consumption of ≈5 pW and a practical peak gain of ≈7 at a reduced supply voltage of 0.25 V are achieved. A high noise margin (>70%) validates the circuit's tolerance to external noises and the dynamic analysis of the inverting amplifier in push–pull configuration exhibits a large AC gain. This work paves the way toward the wafer-scale integration of low-dimensional materials for low-power nanoelectronics.     

毫米波CMOS集成电路的现状与趋势

随着深亚微米和纳米CMOS工艺的成熟,设计和实现低成本的毫米波CMOS集成电路已成为可能.简述了毫米波CMOS技术的发展现状,介绍了毫米波CMOS集成电路的关键技术,即晶体管建模和传输线建模,并给出了毫米波CMOS电路的最新进展和发展趋势.     

CMOS集成电路闩锁效应抑制技术

闩锁效应是CMOS集成电路在实际应用中失效的主要原因之一,而且随着器件特征尺寸越来越小,使得CMOS电路结构中的闩锁效应日益突出。文章以P阱CMOS反相器为例,从CMOS集成电路的工艺结构出发,采用可控硅等效电路模型,较为详细地分析了闩锁效应的形成机理,给出了闩锁效应产生的三个基本条件,并从版图设计和工艺设计两方面总结了几种抑制闩锁效应的关键技术。