用于高性能与低功耗电子应用的亚5纳米超薄In$_2$O$_3$晶体管
应用物理
2023-11-07 v1
摘要
超薄(UT)氧化物半导体是后段制程(BEOL)兼容晶体管与单片三维集成的有前景候选者。实验上，厚度低至0.4 nm的UT氧化铟(InO)场效应晶体管(FETs)展现出极高的漏极电流(10000 A/m)与跨导(4000 S/m)。此处，我们采用第一性原理量子输运模拟来研究亚5纳米栅长(Lg) UT InO FET的性能极限。基于国际半导体技术路线图(ITRS)对高性能(HP)器件的标准，UT InO FETs的开态电流、延迟时间与功耗方面的缩放极限可达2 nm。UT InO的宽禁带本性(3.15 eV)使其成为ITRS低功耗(LP)电子器件的合适候选，栅长可低至3 nm。与其他常见二维半导体（如单层MoS2与MoTe2）相比，HP与LP UT InO FETs均展现出更优的能量延迟积。我们的研究揭示了UT InO在HP与LP器件应用中的巨大潜力。
引用
@article{arxiv.2311.02943,
title = {Sub-5-nm Ultra-thin In$_2$O$_3$ Transistors for High-Performance and Low-Power Electronic Applications},
author = {Linqiang Xu and Lianqiang Xu and Jun Lan and Yida Li and Qiuhui Li and Aili Wang and Ying Guo and Yee Sin Ang and Ruge Quhe and Jing Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02943},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 7 figures