III-V Nanowires for post-CMOS applications
- Reference number
- SE13-0012
- Start and end dates
- 140301-200630
- Amount granted
- 31 548 571 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
We propose a program on III-V Nanowire MOSFETs with a focus on science and technology in a few selected areas where we can compete scientifically on the highest international level. RF-transistors and small-scale analogue circuits are considered with strong impact on mm-wave applications. Nanowires are used to maintain the electrostatic integrity and to avoid extensive output conductance as the gate length is scaled. The program is a natural extension of the WWW-project although new key areas will be prioritized. They include the development of III-V RF CMOS technology, the advancement of the III-V MOSFET architecture and the use of III-V MOS circuitry in mm-wave radio applications. These areas are enabled by a maturing transistor technology and continued materials optimization. The results are of utmost strategic relevance for the post-CMOS era and may enable Sweden to be a key-driver. Large multinational companies show an increased interest in our research efforts. The detailed work plan includes efforts in: A Nanotechnology for III-V CMOS (Block copolymer patterning and Nanowire CMOS) B Advanced transistor architectures (Planar nanowire transistors, Vertical RF-transistors, and TFETs) C mm-Wave applications (Circuit implementations and mm-Wave Communication)
Popular science description
III-V MOSFET teknologi håller på att etableras som en generell transistor teknologi med extremt skalade strukturer. III-V material har fördelaktiga transportegenskaper som kan användas för att förbättra prestandan i transistorna och III-V material har också stora möjligheter att tillverkas i olika kombinationer vilket kan användas för att skräddarsy transistorn. För att förbättra de elektrostatiska egenskaperna så kommer man att introducera teknologin i form av trådar där den cylindriska geometrin är optimal för att kontrollera potentialen. Vi har i Sverige en stark position i fältet vilket bygger på tidig tillgång till epitaxiella nanostrukturer som kan användas för trådar. Vi har använt detta för att bygga transistorer och även för att vara bland de första att tillverka kretsar i teknologin. Vi använder olika karakteriseringsmetoder för att förstå och optimera materialens egenskaper och vi studerar vilka transistor arkitekturer som kommer att ge bäst egenskaper. Olika kretsar har tillverkats med unika egenskaper, t.ex. låg effektförbrukning och goda switchegenskaper. I detta program kommer vi att studera hur III-V MOSFET teknologi kan användas för analoga och mixedmode tillämpningar. Vi har valt dessa områden eftersom vi ser att teknologin kan skräddarsys för behoven inom industrin och vi ser att III-V teknologin erbjuder unika möjligheter att optimera transistorerna för dessa tillämpningar. Vi kommer speciellt att använda och vidareutveckla nanoteknologi för att uppnå bättre upplösning vid möstring och för att integrera material till full CMOS teknologi. Olika former av transistorer kommer att studeras och speciellt kommer vi att titta på en kvantmekanisk tunneltransistor som har möjlighet att operera med avsevärt lägre effektförbrukning. Vi kommer också att studera hur dessa transistorer kommer att kunna användas för kommunikation- och radar-tillämpningar i mm-vågsområdet. Det är vår målsättning att kunna bidrag till den vetenskapliga förståelsen inom fältet på en internationell arena men också att kunna bidrag till utvecklingen inom den svenska industrin.