碳纳米晶体管的性能越来越接近硅，并且有望在不久的将来击败硅。
研究人员寻求通过在纳米管和晶体管栅极之间使用更薄的绝缘体来更好地控制碳纳米晶体管。在最近的IEEE电子设备会议（IEDM）会议上，宣布了碳纳米管的最新研究成果。
台湾半导体制造公司（台湾半导体制造公司，TSMC），加利福尼亚大学圣地亚哥分校（加利福尼亚圣地亚哥大学）和斯坦福大学（斯坦福大学）的工程师解释了一种可以更好地控制碳纳米管晶体管的新制造工艺。此控制对于确保在需要时完全关闭用作逻辑电路中开关的晶体管至关重要。
近来，人们对碳纳米管晶体管的兴趣增加了，因为人们期望碳纳米管晶体管的尺寸比硅晶体管更小，并且提供了一种使电路堆叠比硅更容易的方法。研究团队发明了一种制造更好的栅极电介质的方法。
这是晶体管的栅极和沟道区域之间的绝缘层。在操作中，栅极上的电压会在沟道区中产生电场，从而切断电流。
然而，由于硅晶体管的规模已经缩小了数十年，所以由二氧化硅制成的绝缘层必须变得越来越薄，以便以较小的电压来控制电流，从而降低了能量消耗。最后，绝缘层太薄，电荷实际上可以穿过绝缘层，从而泄漏电流并浪费能量。
十多年前，硅半导体工业通过切换到新的介电材料二氧化ha解决了这个问题。与先前使用的二氧化硅相比，该材料具有较高的介电常数（high-k），这意味着相对较厚的high-k介电层在电气上等效于较薄的氧化硅层。
碳纳米管晶体管也使用HfO2栅极电介质。碳纳米管的问题在于它们不允许在控制收缩装置所需的薄层中形成电介质。
沉积高介电常数（high-k）的方法称为原子层沉积。顾名思义，它一次只能建立一个原子层。
但是，它需要一个起点。在硅中，这是自然形成在表面上的一层薄薄的原子氧化物。
碳纳米管没有为沉积的开始提供立足之地。它们不会自然形成二氧化碳和一氧化碳的氧化物层，它们毕竟是气体。
纳米管中的任何缺陷都会引起所需的“悬空键”，从而限制了它们传导电流的能力。图片：Greg Pitner / TSMC直到现在，在高k介电二氧化f在不透明碳纳米管的层上生长都是不可能的。
“高k电介质的形成一直是一个大问题，”他说道。斯坦福大学教授菲利普说。
您必须“基本上将较厚的氧化物倒在纳米管上”。而不是根据需要收缩晶体管。
Wong建议找出问题的原因，想象一下，栅极电压就像用脚踩在花园管道上，试图阻止水通过。如果在脚和水管之间放一堆类似于厚氧化铁门的枕头，将变得更加困难。
台积电（TSMC）的Matthias Passlack和加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的安德鲁·库梅尔（Andrew Kummel）提出了一种解决方案，该方案结合了HfO2的原子层沉积与沉积中间介电材料氧化铝的新方法。 Al2O3使用UCSD发明的称为纳米雾的工艺沉积。
就像水蒸气凝结成雾状一样，Al2O3凝结成覆盖纳米管表面的簇。氢氟酸的原子层沉积可以开始使用该界面电介质作为立足点。
这两种电介质的综合电学特性使研究团队能够在直径仅为15纳米的栅极下构建栅极电介质厚度小于4纳米的器件。所获得的器件具有与硅CMOS器件相似的通断电流比特性，并且仿真结果表明，具有更薄栅极电介质的较小器件也可以工作。
但是，在碳纳米管器件与硅晶体管相匹配之前，还有许多工作要做。这些问题中的几个已经单独解决，但尚未合并到单个设备中。
例如，Wong设备中的单个纳米管限制了晶体管可以驱动的电流。 Wong说，要使多个相同的纳米管完美对齐是一个挑战。
北京大学连茂鹏实验室的研究人员最近成功
台湾半导体制造公司（台湾半导体制造公司，TSMC），加利福尼亚大学圣地亚哥分校（加利福尼亚圣地亚哥大学）和斯坦福大学（斯坦福大学）的工程师解释了一种可以更好地控制碳纳米管晶体管的新制造工艺。此控制对于确保在需要时完全关闭用作逻辑电路中开关的晶体管至关重要。
近来，人们对碳纳米管晶体管的兴趣增加了，因为人们期望碳纳米管晶体管的尺寸比硅晶体管更小，并且提供了一种使电路堆叠比硅更容易的方法。研究团队发明了一种制造更好的栅极电介质的方法。
这是晶体管的栅极和沟道区域之间的绝缘层。在操作中，栅极上的电压会在沟道区中产生电场，从而切断电流。
然而，由于硅晶体管的规模已经缩小了数十年，所以由二氧化硅制成的绝缘层必须变得越来越薄，以便以较小的电压来控制电流，从而降低了能量消耗。最后，绝缘层太薄，电荷实际上可以穿过绝缘层，从而泄漏电流并浪费能量。
十多年前，硅半导体工业通过切换到新的介电材料二氧化ha解决了这个问题。与先前使用的二氧化硅相比，该材料具有较高的介电常数（high-k），这意味着相对较厚的high-k介电层在电气上等效于较薄的氧化硅层。
碳纳米管晶体管也使用HfO2栅极电介质。碳纳米管的问题在于它们不允许在控制收缩装置所需的薄层中形成电介质。
沉积高介电常数（high-k）的方法称为原子层沉积。顾名思义，它一次只能建立一个原子层。
但是，它需要一个起点。在硅中，这是自然形成在表面上的一层薄薄的原子氧化物。
碳纳米管没有为沉积的开始提供立足之地。它们不会自然形成二氧化碳和一氧化碳的氧化物层，它们毕竟是气体。
纳米管中的任何缺陷都会引起所需的“悬空键”，从而限制了它们传导电流的能力。图片：Greg Pitner / TSMC直到现在，在高k介电二氧化f在不透明碳纳米管的层上生长都是不可能的。
“高k电介质的形成一直是一个大问题，”他说道。斯坦福大学教授菲利普说。
您必须“基本上将较厚的氧化物倒在纳米管上”。而不是根据需要收缩晶体管。
Wong建议找出问题的原因，想象一下，栅极电压就像用脚踩在花园管道上，试图阻止水通过。如果在脚和水管之间放一堆类似于厚氧化铁门的枕头，将变得更加困难。
台积电（TSMC）的Matthias Passlack和加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的安德鲁·库梅尔（Andrew Kummel）提出了一种解决方案，该方案结合了HfO2的原子层沉积与沉积中间介电材料氧化铝的新方法。 Al2O3使用UCSD发明的称为纳米雾的工艺沉积。
就像水蒸气凝结成雾状一样，Al2O3凝结成覆盖纳米管表面的簇。氢氟酸的原子层沉积可以开始使用该界面电介质作为立足点。
这两种电介质的综合电学特性使研究团队能够在直径仅为15纳米的栅极下构建栅极电介质厚度小于4纳米的器件。所获得的器件具有与硅CMOS器件相似的通断电流比特性，并且仿真结果表明，具有更薄栅极电介质的较小器件也可以工作。
但是，在碳纳米管器件与硅晶体管相匹配之前，还有许多工作要做。这些问题中的几个已经单独解决，但尚未合并到单个设备中。
例如，Wong设备中的单个纳米管限制了晶体管可以驱动的电流。 Wong说，要使多个相同的纳米管完美对齐是一个挑战。
北京大学连茂鹏实验室的研究人员最近成功