Investigation of Novel Hybrid Channel Complementary FET Scaling Beyond 3-nm Node From Device to Circuit

NMOS逻辑 PMOS逻辑 CMOS芯片 环形振荡器 材料科学 光电子学 堆积 节点(物理) 电子工程 薄脆饼 频道(广播) 静态随机存取存储器 电气工程 工程类 晶体管 电压 物理 结构工程 核磁共振
作者
Yanna Luo,Qingzhu Zhang,Lei Cao,Weizhuo Gan,Haoqing Xu,Yu Cao,Jie Gu,Renren Xu,Gangping Yan,Jiali Huo,Zhenhua Wu,Huaxiang Yin
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:69 (7): 3581-3588 被引量:10
标识
DOI:10.1109/ted.2022.3176843
摘要

Complementary FET (CFET) is a promising candidate for CMOS scaling beyond 3-nm technology node. In this article, a novel hybrid channel CFET (HC-CFET) is proposed, which takes advantage of the vertical structure and simultaneously co-optimizes the preferred high-electron/hole-mobility surface of NMOS/PMOS on one substrate. The flexible combination of nanowires (NWs) and nanosheets (NSs) in the HC-CFET allows NMOS to have (100) channel surface orientation, while PMOS has (110) channel surface orientation without increasing the footprint of CFET pillars. Parasitic-aware device to circuit design-technology co-optimization (DTCO) analysis of the HC-CFET is performed based on advanced TCAD simulation of the device and comprehensive HSPICE simulation with TCAD-calibrated compact model. At the device level, the optimization of the channel surface orientation in the HC-CFET enables both NMOS and PMOS to obtain a current gain of more than 20%. By adjusting the wafer orientation and stacking type, HC-CFET exhibits higher frequency gain and comparable energy consumption in ring oscillator (RO) than multiscreen CFET (MS-CFET) and multibridge CFET (MB-CFET). After fully considering the impact of the stacking type on the static random access memory (SRAM) cell structure, (110) wafer together with n-NW on top of p-NS stack is the preferable approach to manufacture HC-CFET, which helps balance the speed, stability, and area of the SRAM cell.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Francohf完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
ok发布了新的文献求助10
2秒前
thynkz完成签到,获得积分10
2秒前
Bryce发布了新的文献求助10
2秒前
彭浩完成签到 ,获得积分10
3秒前
fanqinge发布了新的文献求助10
3秒前
果果完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
Tacamily完成签到,获得积分10
4秒前
碧蓝的硬币完成签到,获得积分10
4秒前
无极微光应助旺旺小仙贝采纳,获得20
4秒前
sufasci完成签到,获得积分10
4秒前
luoshiyi发布了新的文献求助10
4秒前
领导范儿应助六根清净采纳,获得10
4秒前
好奇宝宝发布了新的文献求助10
4秒前
科研小白发布了新的文献求助10
4秒前
mmyhn发布了新的文献求助10
5秒前
师无完成签到,获得积分10
6秒前
憨憨发布了新的文献求助10
6秒前
FangyingTang完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
数峰青完成签到,获得积分20
6秒前
CodeCraft应助健忘怜雪采纳,获得10
7秒前
7秒前
愉快秀发布了新的文献求助10
8秒前
隐形曼青应助11采纳,获得10
9秒前
9秒前
劈我瓜是吧发布了新的文献求助500
9秒前
yk完成签到 ,获得积分10
10秒前
范范完成签到,获得积分10
10秒前
ok完成签到,获得积分10
10秒前
pancake发布了新的文献求助30
11秒前
达雨发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
William_l_c发布了新的文献求助10
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 680
Linear and Nonlinear Functional Analysis with Applications, Second Edition 388
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5577111
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4662375
关于积分的说明 14741491
捐赠科研通 4603039
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2526066
邀请新用户注册赠送积分活动 1495999
关于科研通互助平台的介绍 1465483