توضیحات
ABSTRACT
In this paper, we report on the fabrication and characterization of a novel voltage-selectable (VS) nanowire (NW) CMOS technology suitable to extend the flexibility in circuit design and reconfigurable logic applications. Silicon NWstructures with Schottky-S/D-junctions on silicon-on-insulator (SOI) substrate are used to realize dopant-independent unipolar CMOS-like transistors. A selection of the device type (PMOS or NMOS) is performed by application of an appropriate back-gate bias. The versatile programming capability of this approach is demonstrated in a VS-NW-CMOS inverter set-up.
INTRODUCTION
Silicon nanowires (Si-NW) are intensively investigated by many research groups and considered as promising replacement for standard MOSFET based transistor technology, since classic geometric downscaling of planar MOSFET devices is reported to come to an end . However, the ambipolar nature of the nanowires turns out to be a roadblock, as p-type and n-type transistors are basic building blocks for today’s complementary MOS logic, i.e. its simplest device, the inverter . Concerning bottom-up NWfabrication, a vapour-liquid-solid growth approach is often not compatible with standard CMOS technology, in view of the used catalyst materials, as well as the need of high growth temperatures during the fabrication process. Other unsolved problems occur during doping (e.g. dopant segregation), thus the use of grown nanowires in large-scale integration of integrated circuits is not very likely. As we will show, most of these issues could be circumvented by the top-down fabrication of unipolar Si-NW devices with Schottky contacts for source and drain. Furthermore, our approach is based on controlling the transistor-type (i.e. NMOS or PMOS) of the device via the back-gate voltage, leading the way for switchable transistor characteristic changeable on the fly. Furthermore, when the transistor type, i.e. NMOS or PMOS, could be simply defined by programming via applying a bias, additional flexibility of reconfigurable logic circuit design is expected for programmable logic (FPGA, CPLD) and system- on-chip (SoC) applications. For means of fabrication, a standard top-down technology was used, forming the nanowire by well-known lithography and subsequent reactive ion etching. gives a schematic view of the device set-up on a MultiSOI substrate.
چکیده
در این مقاله، ما در ساخت و مشخص کردن تکنولوژی CMOS نانوسیم (VW) جدید قابل انتخاب (VS) مناسب برای گسترش انعطاف پذیری در طراحی مدار و برنامه های کاربردی منطقی قابل تنظیم است. سیلیکون NWstructures با اتصالات Schottky-S / D بر روی سیلیکون روی دیافراگم (SOI)، برای تحقق بخشیدن به ترانزیستورهای CMOS مانند یکپارچه بدون تکیه گاه استفاده می شود. انتخاب نوع دستگاه (PMOS یا NMOS) با استفاده از تعویض مناسب دروازه انجام می شود. قابلیت برنامه نویسی همه کاره این روش در یک VS-NW-CMOS اینورتر نشان داده شده است.
مقدمه
نانوسیم سیلیکون (Si-NW) توسط بسیاری از گروههای تحقیقاتی مورد بررسی قرار گرفته و به عنوان جایگزینی امیدوارکننده برای تکنولوژی ترانزیستور مبتنی بر MOSFET مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجایی که کاهش مقیاس هندسی دستگاههای MOSFET مسطح به پایان رسیده است. با این حال، ماهیت ambipolar از نانوسیم ها به عنوان یک بلوک موثر است، به عنوان ترانزیستورهای p-type و n-type، بلوک های اساسی برای منطق مکمل مکمل هستند، یعنی ساده ترین دستگاه، اینورتر. با توجه به مواد کاتالیزوری مورد استفاده، و همچنین نیاز به دماهای رشد بالا در طول فرآیند ساخت، با استفاده از تکنولوژی NW پایین به بالا، یک روش رشد بخار مایع جامد با تکنولوژی استاندارد CMOS سازگار نیست. دیگر مشکلات حل نشده در طی دوپینگ رخ می دهد (به عنوان مثال، جداسازی دوگانه)، در نتیجه استفاده از نانوسیم های رشد شده در ادغام مدارهای مجتمع در مقیاس بزرگ بسیار کم نیست. همانطور که نشان خواهیم داد، بسیاری از این مسائل را می توان با ساخت بالا به پایین از دستگاه های Ni-NW یکپارچه با تماس های Schottky برای منبع و تخلیه دور زد. علاوه بر این، رویکرد ما بر روی کنترل نوع ترانزیستور (به عنوان مثال NMOS یا PMOS) دستگاه از طریق ولتاژ عقب دروازه است، که منجر به راه اندازی ویژگی ترانزیستور سوئیچینگ قابل تغییر در پرواز می شود. علاوه بر این، زمانی که نوع ترانزیستور، یعنی NMOS یا PMOS، می تواند به سادگی با برنامه ریزی با استفاده از تعصب تعریف شود، انعطاف پذیری بیشتری از طراحی مدار منطقی قابل تنظیم برای منطق برنامه ریزی (FPGA، CPLD) و برنامه های کاربردی سیستم (on-chip) . برای ابزار تولید، از یک تکنولوژی استاندارد به بالا استفاده شد که نانوسیم را با استفاده از لیتوگرافی شناخته شده و اچ واکنش پذیر یونی ایجاد می کند. یک دید کلی از تنظیم دستگاه بر روی Substrate MultiSOI ارائه می دهد.
Year: 2010
Publisher : IEEE
By : Frank Wessely, Tillmann Krauss, Udo Schwalke
File Information: English Language/ 3 Page / size: 830KB
Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart
سال : 1389
ناشر : IEEE
کاری از : فرانسیس وسلی، تیلمن کراس، اودو شوالک
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 3 صفحه / حجم : KB 830
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.