Твердофазная эпитаксия позволяет получить упруго-напряженные GeSn МОП-транзисторы на кремнии


KULeuven (Лёвенский католический университет, Бельгия), IMEC (Межуниверситетский центр микроэлектроники в Лёвене, Бельгия) и AIST объявили о разработке нового процесса твердофазной эпитаксии для интеграции GeSn (олово-германиевых) MOSFET транзисторов на кремнии.

Впервые был продемонстрирован действующий беспереходный обедненный GeSn pMOSFET транзистор, что стало важным шагом к достижению упругого напряжения в каналах МОП-транзисторов и повышения их подвижности.

Чтобы повысить производительность нового поколения уменьшенных КМОП-приборов, ученые изучают возможность интеграции новых материалов с большей подвижностью электронов, включая GeSn — многообещающий полупроводник для материала канала с превосходными физическими характеристиками. «GeSn позволяет повысить скорость переключения МОП-транзисторов и может быть использован в скоростных оптических коммуникациях», — пояснили исследователи. В то время как большая часть опытных образцов GeSn-канала в MOSFET изготовлены на германиевых подложках, для совместимости с КМОП-технологией является предпочтительным кремний.

Однако эпитаксиальное выращивание GeSn на кремниевых подложках ставит несколько проблем, включая ограниченную растворимость олова в германии (0,5%), флуктуации состава, осаждение олова и большое несовпадение кристаллических решеток (>4%). Ученые из KULeuven, IMEC и AIST разработали процесс твердофазной эпитаксии, позволяющий получать монокристаллические слои GeSn толщиною 10 мкм на кремниевых подложках, имеющих деформацию растяжения, и хорошо подходящих для создания напряжения в германиевых каналах. Более того, он сокращает отличия между прямым и непрямым межзонными переходами, что приводит к приобретению прямой запрещенной зоны материалом IV группы. И наконец, из-за неравновесных условий осаждения новый метод позволяет получать GeSn с высокими концентрациями олова.

Уменьшая толщину канала с помощью реактивного ионного травления (RIE) с 30 до примерно 10 нм, ученые улучшили отношения токов открытого и закрытого транзистора более чем на порядок. К тому же, обеднение дырками в ультратонких (10 нм) слоях GeSn на кремнии привело к хорошим переходным характеристикам с отношением открытого к закрытому состоянию равным 104. Далее, ученые сосредоточатся на оптимизации транзисторов GeSn MOSFET на кремнии для дальнейшего повышения подвижности канала.

Изображение сечения NiGeSn metal S/D MOSFET полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа: вдоль [11-2], направление канала [-110], ориентация поверхности (111).

Читайте также:
Imec и Veeco объединяют усилия по созданию устройств «нитрид галлия на кремнии»
IMEC уменьшает флеш до технормы менее 20 нм
Углеродные транзисторы IBM перешагнули барьер производительности
Перспективы рынка силовых устройств на основе технологии GaN-on-Si
IMEC о топологических нормах менее 15 нм
Норвежские инженеры вырастили арсенид галлия на графене
Силовые MOSFET: расширяем возможности

Источник: EE Times Europe

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *