负电容作为互补型MOS晶体管的数字和模拟性能增强器
摘要：提高CMOS设备的能量耗散有一个基本的极限，即在300K下，要实现漏源电流增加10倍，至少需要增加60mV的栅极电压。为了解决这个物理限制，提出了在铁电材料中应用负电容（NC）。在铁电材料中，极化不稳定会导致有效的负介电常数，从而在晶体管的栅极层中集成后，产生差分电压放大和减小子阈摆。最近对负电容的演示主要涉及n型MOSFET及其子阈斜率。一个有效的技术助推器应能够改善n型和p型晶体管的性能。本研究在商业28纳米CMOS工艺中，利用PZT电容器作为负电容助推器，显著提高了数字（子阈斜率、通电与截止电流比和过驱动电压）和模拟（传导电导和电流效率因子）FOM。在室温下，n型和p型MOSFET的子热摆下降到10 mV/decade，同时电流效率因子增加到10^5 V^-1。过驱动电压提高到0.45 V，从而减少了50%的供电电压。
作者：Ali Saeidi, Farzan Jazaeri, Igor Stolichnov, Christian C. Enz, and Adrian M. ionescu
论文ID：1804.09622
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2018-04-30