Description du projet
Des MOSFET ferroélectriques à haute performance pour les communications à haute fréquence de demain
Le développement de transistors affichant une vitesse de commutation et une puissance de sortie élevées est crucial pour assurer leur fonctionnement dans la gamme spectrale des ondes millimétriques. Les transistors traditionnels peuvent grandement gagner en efficacité avec l’ajout d’une fine couche d’un matériau ferroélectrique. Jusqu’ici, les chercheurs ont étudié l’intégration de films ferroélectriques dans des structures métal-isolant-métal, le silicium et les matériaux 2D. Le projet DYNAMISM, financé par l’UE, entend mettre au point une plateforme technologique III-V qui intègre des matériaux ferroélectriques. La mobilité élevée des électrons dans les matériaux III-V entraîne une transconductance élevée dans les transistors à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET). Ces matériaux permettent des fréquences de rupture et des fréquences à gain unitaire plus élevées de trois ordres de grandeur par rapport aux MOSFET en silicium concurrents.
Objectif
The discovery of ferroelectric characteristics in annealed HfO2–based films opens a wide range of applications not only in memory and logic, but the results will enable new scientific directions for instance in reconfigurable electronics. So far, ferroelectric films have been investigated in metal-insulator-metal structures suitable for back-end-of-line integration. They have also been introduced onto Si and two-dimensional materials. However, there is a gap of knowledge with lack of science and technology for integration of HfO2–based ferroelectric films on III-V channel materialswhere the increased permittivity will improve electrostatics. III-V transistors hold a key position for high-performance millimetre wave electronics. The high electron mobility in III-V materials contributes to a high transconductance that enables high unity-current-gain cut-off frequency and unity-power-gain cut-off frequency, fT and fmax, more than a factor 3 higher than competing Si MOSFET technologies. The wide options for heterostructure design have enabled III-V steep-slope transistors for low-power electronics operating down to 30 mV/dec without hysteresis .
To research for the first time ferroelectric films integrated on high-performance III-V devices at technology-relevant dimensions, we will use our demonstrated integration of Hf0.5Zr0.5O2 on InAs:
- Establishing the best strategy to integrate ferroelectric gate-stacks on III-V materials with strong polarization and long endurance.
- Characterizing the dynamic properties with non-volatile functionality of ferroelectric films integrated on III-V transistor channels.
- Investigating ferroelectric III-V MOSFETs for future applications including millimeter-wave devices, cryogenic electronics, Negative Capacitance FET (NC-FET) circuitry, and Ferroelectric Tunnel Junctions (FTJs).
Combined, the new science and technology will enable novel high-performance devices as well as reconfigurable millimetre-wave electronics.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
Vous devez vous identifier ou vous inscrire pour utiliser cette fonction
Programme(s)
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-ADG
Voir d’autres projets de cet appelRégime de financement
ERC-ADG - Advanced GrantInstitution d’accueil
22100 Lund
Suède