Kit de diseño de proceso CNTFET de 90 nm de tamaño completo: caracterización, modelado e implementación
Autores: Chen, Liming; Zhang, Yuyan; Chen, Zhifeng; Chen, Jiming; Chen, Huangwei; Jiang, Jianhua; Chen, Chengying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Kit de diseño de proceso CNTFET de 90 nm de tamaño completo: caracterización, modelado e implementación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Semiconductor
Nanotubo de carbono
Transistor
Nodos de proceso
PDKs
Circuitos integrados
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
A medida que la industria de semiconductores entra en la era post-Moore, el transistor de efecto de campo de nanotubos de carbono (CNTFET) se ha convertido en un potente sustituto de los transistores basados en silicio más allá de los nodos de procesamiento de 5 nm debido a su alta movilidad, bajo consumo de energía y ventajas eléctricas de cuerpo ultrafino. La tecnología de transistores basados en carbono ha avanzado significativamente en la fabricación y preparación de dispositivos, pero los kits de diseño de procesos basados en carbono (PDKs) que cumplen con los estándares de las herramientas de diseño comerciales siguen siendo un cuello de botella importante que dificulta el desarrollo de circuitos integrados basados en carbono. Por primera vez, en este documento se propone un completo PDK de CNTFET de 90 nm totalmente personalizado, que incluye Pcells para transistores, resistencias y condensadores; un modelo compacto; reglas DRC/LVS/PEX; y una celda estándar y librería de tiempos. Puede soportar todo el flujo de diseño de circuitos integrados basados en carbono analógicos, digitales y mixtos. Para lograr un modelo compacto preciso, se analizan el efecto de la compuerta trasera de los CNTFETs y la influencia de la tensión de compuerta/drenaje en la probabilidad de transporte. Luego se establecen las fórmulas teóricas para la movilidad y la corriente del canal. La comparación de la simulación y los resultados de prueba de las características de CNTFET demuestra la precisión del modelo compacto. Utilizando este PDK, combinado con herramientas estándar de diseño de IC y flujo de diseño, se completan el circuito y el diseño de un amplificador operacional, SRAM y un contador de 8 bits. Los resultados de la simulación verifican la corrección y eficacia del PDK, sentando una base sólida para la industrialización a gran escala de circuitos integrados basados en carbono.
Descripción
A medida que la industria de semiconductores entra en la era post-Moore, el transistor de efecto de campo de nanotubos de carbono (CNTFET) se ha convertido en un potente sustituto de los transistores basados en silicio más allá de los nodos de procesamiento de 5 nm debido a su alta movilidad, bajo consumo de energía y ventajas eléctricas de cuerpo ultrafino. La tecnología de transistores basados en carbono ha avanzado significativamente en la fabricación y preparación de dispositivos, pero los kits de diseño de procesos basados en carbono (PDKs) que cumplen con los estándares de las herramientas de diseño comerciales siguen siendo un cuello de botella importante que dificulta el desarrollo de circuitos integrados basados en carbono. Por primera vez, en este documento se propone un completo PDK de CNTFET de 90 nm totalmente personalizado, que incluye Pcells para transistores, resistencias y condensadores; un modelo compacto; reglas DRC/LVS/PEX; y una celda estándar y librería de tiempos. Puede soportar todo el flujo de diseño de circuitos integrados basados en carbono analógicos, digitales y mixtos. Para lograr un modelo compacto preciso, se analizan el efecto de la compuerta trasera de los CNTFETs y la influencia de la tensión de compuerta/drenaje en la probabilidad de transporte. Luego se establecen las fórmulas teóricas para la movilidad y la corriente del canal. La comparación de la simulación y los resultados de prueba de las características de CNTFET demuestra la precisión del modelo compacto. Utilizando este PDK, combinado con herramientas estándar de diseño de IC y flujo de diseño, se completan el circuito y el diseño de un amplificador operacional, SRAM y un contador de 8 bits. Los resultados de la simulación verifican la corrección y eficacia del PDK, sentando una base sólida para la industrialización a gran escala de circuitos integrados basados en carbono.