A Polarization-Switching, Charge-Trapping, Modulated Arithmetic Logic Unit for In-Memory Computing Based on Ferroelectric Fin Field-Effect Transistors

材料科学 逻辑门 加法器 光电子学 晶体管 场效应晶体管 电子工程 电气工程 CMOS芯片 电压 工程类
作者
Zhaohao Zhang,Yanna Luo,Yan Cui,Hong Yang,Qingzhu Zhang,Gaobo Xu,Zhenhua Wu,Jinjuan Xiang,Qianqian Liu,Huaxiang Yin,Shujuan Mao,Xiaolei Wang,Junjie Li,Yongkui Zhang,Qing Luo,Jianfeng Gao,Wenjuan Xiong,Jinbiao Liu,Yongliang Li,Junfeng Li
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (5): 6967-6976 被引量:17
标识
DOI:10.1021/acsami.1c20189
摘要

Nonvolatile logic devices are crucial for the development of logic-in-memory (LiM) technology to build the next-generation non-von Neumann computing architecture. Ferroelectric field-effect transistors (Fe FET) are one of the most promising candidates for LiMs because of high compatibility with mainstream silicon-based complementary metal-oxide semiconductor processes, nonvolatile memory, and low power consumption. However, because of the unipolar characteristics of a Fe FET, a nonlinear XOR or XNOR logic gate function is difficult to realize with a single device. In addition, because single Fe polarization switch modulation is available in the devices, a reconfigurable logic gate usually needs multiple devices to construct and realize fewer logic functions. Here, we introduced polarization-switching (PS) and charge-trapping (CT) effects in a single Fe FET and fabricated a multi-field-effect transistor with bipolar-like characteristics based on advanced 10 nm node fin field-effect transistors (PS-CT FinFET) with 9 nm thick Hf0.5Zr0.5O2 films. The special hybrid effects of charge-trapping and polarization-switching enabled eight Boolean logic functions with a single PS-CT FinFET and 16 Boolean logic functions with two complementary PS-CT FinFETs were obtained with three operations. Furthermore, reconfigurable full 1 bit adder and subtractor functions were demonstrated by connecting only two n-type and two p-type PS-CT FinFET devices, indicating that the technology was promising for LiM applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
大个应助刘加鑫采纳,获得10
1秒前
完美世界应助doublenine18采纳,获得10
1秒前
PeterC完成签到,获得积分10
1秒前
KK完成签到 ,获得积分10
1秒前
Morgan发布了新的文献求助60
1秒前
安详靖柏发布了新的文献求助10
1秒前
JamesPei应助最溜皮大爷采纳,获得10
1秒前
zz完成签到 ,获得积分10
2秒前
夜白发布了新的文献求助20
2秒前
dara997完成签到,获得积分10
2秒前
嘎嘣豆发布了新的文献求助10
2秒前
1234发布了新的文献求助10
3秒前
VDC发布了新的文献求助10
3秒前
Dr留下了新的社区评论
3秒前
留白完成签到,获得积分10
3秒前
xiaobai发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
晨雾发布了新的文献求助10
5秒前
善良的糯米酒完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
esyncoms发布了新的文献求助10
6秒前
不lex2之发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
还好发布了新的文献求助30
7秒前
文静的雁露完成签到,获得积分10
7秒前
万能图书馆应助ting采纳,获得10
7秒前
害羞向秋完成签到,获得积分10
8秒前
FX养乐多发布了新的文献求助30
8秒前
852应助lotus采纳,获得10
8秒前
owen3710发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
香蕉幻桃发布了新的文献求助10
10秒前
迅速冬瓜发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
英姑应助卷毛毛采纳,获得10
10秒前
汉堡包应助李爽采纳,获得10
11秒前
倘冷关注了科研通微信公众号
12秒前
12秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7240354
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8865428
关于积分的说明 18701061
捐赠科研通 6912218
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3195389
关于科研通互助平台的介绍 2367816
邀请新用户注册赠送积分活动 2169944