研究目的
研究在CMOS技术中使用石墨烯纳米带互连作为金属互连的替代方案，以解决电阻率、发热和电迁移问题。
研究成果
研究表明，在CMOS技术限制范围内制造石墨烯纳米带互连提供了一种有前景的方法，与金属互连相比，具有更低的电阻率和更小的电路延迟，且不存在电迁移相关问题。
研究不足
该研究受限于CMOS工艺处理的热约束条件，需将生长温度降至300°C。研究结果对短程局部互连之外更广泛互连应用的适用性尚未充分探究。
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与CMOS兼容的石墨烯
DOI：10.1038/s41928-018-0178-x
期刊：Nature Electronics
出版年份：2018
更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要：
基于互补金属氧化物半导体（CMOS）的集成电路使用金属互连导线（最初采用铝，近年来改用铜）来实现各电路元件间的电气连接。随着技术节点不断缩小以在每平方英寸硅片上集成更多器件，互连导线的横截面积也需相应缩减，这导致电阻率升高、发热及电迁移问题加剧。近期对熔点高于铜的金属（如钴和钌）的研究显示出良好的抗电迁移稳定性，但其较高的电阻率可能限制其仅适用于短程局部互连。同样，尽管高导电性石墨烯具有潜力，但因其制备需高温处理（与CMOS技术不兼容），相关应用尝试迄今仍受限。加州大学圣塔芭芭拉分校的Kaustav Banerjee团队现已开发出一种在CMOS工艺热约束条件下制备插层掺杂石墨烯纳米带互连的方法。该基于压力辅助固相扩散的技术将生长温度降至300°C，研究人员成功在SiO2基底上制备出20纳米宽的多层石墨烯互连。其电阻率低于同截面尺寸的金属互连，结果表明若替代钴/钌基互连，电路延迟可降低四倍。此外，稳定性和可靠性分析表明不存在任何电迁移相关问题。
作者：
Kaustav Banerjee
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