碳基芯片將成未來主流，半導(dǎo)體材料及電子器件測(cè)試是研究基礎(chǔ)
2022-09-07 11:55:23 泰克要是因?yàn)樘技{米管的極限尺寸和當(dāng)前的硅基材料大致相同，制作工藝改變不大。此外，碳基芯片比硅基芯片具有更優(yōu)的性能和更低的功耗以及更高的工作頻率(電子遷移率 100000 cm２／V.S vs 1000cm２／V.S，頻率100GHz Vs 10GHz）。
我國在碳基芯片研究領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，北京大學(xué)彭練矛院士課題組一直站在碳基芯片領(lǐng)域的前沿。盡管碳基芯片目前與傳統(tǒng)硅基芯片相比還有明顯差距（1.4萬晶體管 vs 億級(jí)集成度），但彭院士認(rèn)為15年后碳芯片技術(shù)有望成為主流芯片技術(shù)，我國將在芯片領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)彎道超車。
碳基半導(dǎo)體納米材料測(cè)試的目的在于篩選材料及材料的分子結(jié)構(gòu)改良，特別是對(duì)碳基芯片，由于在制備碳納米管時(shí)，卷曲直徑和角度的細(xì)微差別，都會(huì)影響到碳納米管的導(dǎo)電性，即有可能得到金屬特性的成品，而得到整齊劃一的具有半導(dǎo)體特性的碳納米管，是碳基芯片研究的首要條件。
對(duì)一維材料，以I-V 特性測(cè)試為主。由于納米材料尺寸極小，因此其所能承受的測(cè)試電流超小（達(dá) fA 級(jí)），測(cè)試電壓超低（達(dá) nV 級(jí)），并且極易因?yàn)?a href="http://www.xebio.com.cn/measurement" target="_blank" class="keylink">測(cè)試造成的自熱而燒毀被測(cè)材料，因此必須選擇與被測(cè)納米材料性能相適應(yīng)的，具有脈沖特性的測(cè)試儀器。
對(duì)二維材料及石墨烯，電阻率、載流子濃度、載流子遷移率測(cè)試是重要的測(cè)試項(xiàng)目，需要用四探針及范德堡法進(jìn)行測(cè)試。
對(duì)碳基電子器件及碳基芯片，主要測(cè)試 I-V 特性，通過改變碳納米管的數(shù)量、位置和器件結(jié)構(gòu)，進(jìn)行測(cè)試對(duì)比，選擇最優(yōu)的方案。
碳基半導(dǎo)體材料及電子器件種類多，電性能各不相同，需選擇最佳匹配的 SMU 進(jìn)行測(cè)試。4200半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試儀可以覆蓋全部應(yīng)用，具體測(cè)試方案詳如下。
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