ibm用石墨烯研制混频器ic，且用于模拟电路 -凯发娱乐官网

美国ibm公司利用以石墨烯作通道的晶体管（gfet）等制成了混频器ic。从gfet的形成、层叠到电感器和布线的集成，均在晶圆上一次性制成，首次展现了采用石墨烯的ic量产的可能性。此次制成的混频器ic因尺寸非常小，显示出了其特性温度依存性小，而且可在10ghz的大带宽工作等出色性能。ibm称今后的目标是将gfet混载于更复杂的电路中。

在sic基板上外延生长，混频器是无线通信中用于调制频率的电路。此次的混频器ic由1个栅极长为550nm的gfet、2个电感器以及4个端子焊盘等组成（图1）。试制芯片的尺寸约为900μm×600μm。试制时，首先用热分解法令石墨烯膜在sic基板上外延生长。具体为，把sic基板的表面加热至1400℃，只令si从表面2～3层的sic结晶中脱离出来。剩下的c会自动形成石墨烯膜。该石墨烯膜显示出n型半导体的特性。

图中展示了ibm开发的混频器ic。在利用热分解法形成石墨烯后，依次制作布线层的源漏电极、栅极电极及电感器。栅极长为550nm，通道宽度为30μm。在该石墨烯膜上制作掩模，使用基于电子光束（eb）的光刻技术在石墨烯膜上形成图案。然后，层叠源漏电极。在形成作为栅极绝缘膜的al2o3后，形成栅极电极。接着通过使用垫片叠加al层，以eb加工成电感器。

在评价此次的试制品时，确认了其可按照设计工作。即输入4ghz的局部振荡（lo）频率和3.8ghz的模拟信号时，输出了这两种频率的和7.8ghz及差200mhz。此次混频器ic使用了高价的sic基板，这是其实用化所面临的主要课题。不过，与使用gaas、工作频率为几ghz的混频器ic产品相比，还是有其优势的。因为现有混频器ic无法混载电感器，需要外置被动部件。

                                                                                                                           （文章来源-ofweek）