硅基互补金属氧化物半导体(CMOS)技术是当前集成电路行业的主流技术和驱动力,主要原因之一是使用该技术可以获得极高的能源效率。但是,硅材料较窄的带隙限制了硅基集成电路的使用场景,从而使得宽禁带半导体,例如氮化镓(GaN)等,在电力电子、射频功率放大器和严酷环境的应用中受到青睐。然而,由于缺乏在单个衬底上集成n沟道和p沟道场效应晶体管的合适策略,GaN基CMOS逻辑电路的开发非常具有挑战性且发展缓慢。
近日,由香港科技大学陈敬教授带领的研究团队在著名期刊NatureElectronics发表了他们的研究成果,报道了增强型n沟道和p沟道GaN场效应晶体管的单片集成技术以及基于GaN的互补型逻辑集成电路的制造。在这一工作中,陈教授的团队制备了完备的基本逻辑门集合——包括非、与非、或非和传输门。其中,以反相器为代表的逻辑门展现出%轨到轨输出能力、显著抑制的静态功耗、良好的热稳定性和充分高的噪声容限,单项指标与综合性能均为已报道的同类反相器中之最佳。除了完备的单级基本逻辑门,该团队进一步展示了由多级互补型逻辑门组成的拥有较高复杂度的集成电路,如锁存单元(latchcell)和环形振荡器(ringoscillator)。多级集成能力的证明,对将GaN基CMOS技术推向实用具有重要意义。
此次发表的研究成果,颇具意义,也引发了业界的广泛