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研究者开发出硅基锗锡场效应晶体管集成工艺(图)

  [据美国化合物半导体网站2013年9月23日报道]比利时鲁汶大学(KULeuven)、比利时微电子中心(IMEC)和日本产业技术综合研究所(AIST)已经开发可实现锗锡(GeSn)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)硅上集成的固相外延工艺。研究者验证了硅上耗尽型无结GeSn pMOSFET的运行状况。

  研究者宣称此次突破是实现MOSFET器件抗拉应变的重要一步,并有效增加其迁移能力。据报道,由于硅基锗锡可增大MOSFET的开关速度和在快速光通信中的潜力,因而成为最有前途的CMOS沟道材料候选者。研究者注意到大多数原型GeSn沟道MOSFET是制备在Ge衬底上,硅基集成则更适合与CMOS兼容。

  研究者必须抑制Ge中Sn的有限溶解度(0.5%)、组分波动、锡隔离和大晶格失配(4%),以制造出硅基GeSn高性能器件。采用反应离子蚀刻(RIE)工艺可使沟道厚度从30nm减少到10nm。这将最终导致一个直接带隙IV族材料,并使开/关比提高一个数量级。此外,硅基超薄(10nm) GeSn层的空穴耗尽导致开/关比达到84。未来,研究将聚焦硅基GeSn MOSFET的优化,以增加沟道迁移率。更详尽的研究结果将展现在2013年9月25日在日本福冈召开的的固态器件和材料(SSDM)国际会议上,并发表在2013年应用物理快报上。(工业和信息化部电子科学技术情报研究所 黄庆红)

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