耐辐照碳纳米管晶体管

位移损伤容限超硅10倍

栅介质陷阱主导失效，使碳纳米管晶体管在高能离子辐照下比硅器件坚韧一个量级，且优势可延续至45 nm节点。

逯鹏 · Zhu, Maguang · Zhao, Peixiong · Fan, Chenwei · 朱卉平 · Gao, Jiantou · 阳灿 · Han, Zhengsheng · 李博 · Liu, Jie · 张志勇

ACS Applied Materials & Interfaces 2023

参数信息

位移损伤容限

2.8 × 10¹³ MeV/g

失效辐照剂量

5 × 10¹² ions/cm²

耐受辐照剂量

10¹² ions/cm²

技术优势

失效阈值达5×10¹²

在10¹² ions/cm²的Xe离子辐照下器件性能完好，直到5×10¹² ions/cm²才出现失效，而硅器件通常在更低剂量下就已损坏。

45 nm节点仍坚挺

即使器件尺寸缩小到45 nm，碳纳米管晶体管仍保持2.8×10¹³ MeV/g的高位移损伤容限，表明其适用于高集成度的宇航芯片。

应用场景

• 航天电子器件：为卫星、飞船等航天器提供在重离子辐照环境下仍能正常工作的核心晶体管。
• 抗辐照加固电路：直接替代硅基抗辐照器件，在更高辐射剂量下保持电路功能，无需额外加固。
• 深空探测载荷：使深空探测器上的处理器和存储器在长期高能粒子轰击下保持可靠运行。
• 碳基集成电路：推动碳基集成电路向宇航级应用迈进，实现高集成度与抗辐照性能的统一。