IBM開發出石墨烯電晶體，截止頻率為100GHz

pemit

2010/02/09 00:00 石墨烯(Graphene)

美國IBM開發出了截止頻率為100GHz的石墨烯FET（場效應電晶體）。該公司在2010年2月5
日的學術雜誌《Science》上發表了論文。該產品的截止頻率比採用Si技術、柵極長度相
同的MOSFET的最大值還要大2.5倍，“預計還會進一步提高”（IBM）。該公司稱，製造技
術也能夠在近未來達到實用水準。

　　石墨烯是一種將碳原子連接成6角形網眼狀的片狀材料。由於遷移率非常高等而備受
關注，各半導體廠商一直在研究該產品在電晶體等方面的應用可行性


　　IBM在1450℃環境下在2吋SiC晶圓上形成了1～2層的石墨烯。然後，在其上方依次形
成源電極、漏電極、由聚羥基苯乙烯構成的層、由HfO2構成的10nm厚絕緣層以及柵極，最
終製成頂柵(Top Gate)型FET。

　　此次的石墨烯FET的最大特點是截止頻率高。IBM此前製作過幾款柵極長度不同的試製
品。其中柵極長度最短僅240nm的石墨烯FET的截止頻率為100GHz。柵極長度為550nm的產
品的截止頻率為53GHz。“估計這些性能通過改進電晶體的設計會進一步提高”（IBM）。

不過，一般情況下，石墨烯並不是半導體。即石墨烯沒有帶隙（Band Gap）。因此，此次
IBM在1450℃環境下在2吋SiC晶圓上形成了1～2層的石墨烯。然後，在其上方依次形
成源電極、漏電極、由聚羥基苯乙烯構成的層、由HfO2構成的10nm厚絕緣層以及柵極，最
終製成頂柵(Top Gate)型FET。

　　此次的石墨烯FET的最大特點是截止頻率高。IBM此前製作過幾款柵極長度不同的試製
品。其中柵極長度最短僅240nm的石墨烯FET的截止頻率為100GHz。柵極長度為550nm的產
品的截止頻率為53GHz。“估計這些性能通過改進電晶體的設計會進一步提高”（IBM）。

不過，一般情況下，石墨烯並不是半導體。即石墨烯沒有帶隙（Band Gap）。因此，此次
製作的石墨烯FET的開關比也非常小。對此IBM解釋說，“無法用於邏輯電路，只限用於需
求高頻率動作的模擬電路用途”。

　　另外，IBM還進行了為石墨烯“開闢帶隙”的研究。該公司于2010年1月21日在“
nanoletters”雜誌上發表論文稱，成功為石墨烯開闢了100m～200meV的帶隙。利用基於
1枚石墨烯薄片的電晶體，電流的導通/截止比在常溫下為100～2000。現已證實，利用基於
2枚石墨烯薄片的電晶體，電流的導通/截止比在常溫下可達到20000。（記者：野澤 哲生）

http://big5.nikkeibp.com.cn/news/semi/50034-20100208.html



【IEDM】IBM利用石墨烯FET實現50GHz的截止頻率，計劃用於RF

2009/12/11 00:00

美國IBM的T.J.華生研究中心（Watson Research Center）成功將石墨烯FET的截止頻率
（fT）提高至50GHz。這是利用柵極長度為350nm、漏偏壓（Drain Bias）為0.8V的石墨烯
FET實現的。50GHz這一數值創下石墨烯電晶體中的最高速度，高於柵極長度相同的SiMOSFET
。IBM表示，根據此次的成果，發現了將石墨烯用於RF應用的可能性。

　　石墨烯是一種將石墨的一個原子層取出的材料，具有出色電氣特性、熱特性和機械特
性。此次通過改善氧化物的沉積工藝、降低串聯電阻，實現了50GHz的截止頻率。IBM已經
在美國巴爾的摩舉行的半導體製造技術國際會議“2009 IEEE International Electron
Devices Meeting（IEDM 2009）”上進行了發佈（論文序號：10.2）。 （記者：大石 基
之）

http://big5.nikkeibp.com.cn/news/semi/49237-20091210.html

HappyMaChi

謝謝分享!

雖然看不懂, 但覺得很厲害!~hm257~

逃兵

100 GHz 也只有 RF 可以用吧。
因為 33MHz 開始，導線就開始"開不住"了。
訊號就會開始"飛"出來了。
100G Hz 的情況，不知道算出來的銅線的阻抗有多大。

之前上課老師說的目前能產生的頻率最高是約70GHz 而已。
我那時候就很懷疑了，是怎麼"量測"你所產生的頻率呢？
平時我的的 100MHz....etc 都可以量到是因為我們會有比它更高的頻率當基準。
但是，100GHz 怎麼量測出來的？
這是我覺得更有興趣的部份。