碳基CMOS集成电路技术:发展现状与未来挑战

碳纳米管凭借其优良的电学性质、准一维尺寸以及稳定的结构成为后摩尔时代最理想的半导体材料.目前碳基电子学已经取得很大进展,例如可以在4寸晶圆上得到高半导体纯度(超过99.9999%)的密排(100~200 CNTs/μm)阵列碳纳米管,晶体管栅长可以缩至5 nm且具备超越硅基的性能,世界首个碳基现代微处理器RV16XNANO已经问世.本文综述了近年来碳纳米管在材料、器件和集成电路方面的发展,以及未来可能在光电、传感、显示和射频等领域的应用前景.最后,文章列举了碳基CMOS集成电路推向产业化的过程中面临的一系列挑战,并对碳基技术发展路线做了进一步展望.