5 июня 2023 г.
Центр исследований и разработок микро- и нанотехнологий CEA-Leti в Гренобле, Франция, продемонстрировал, что электроны и другие носители заряда могут двигаться быстрее в германиевом олове, чем в кремнии или германии, что обеспечивает более низкие рабочие напряжения и меньшую занимаемую площадь в вертикальных устройствах, чем в планарных устройствах. Это доказательство концепции означает, что вертикальные транзисторы из германиевого олова являются многообещающими кандидатами для будущих маломощных, высокопроизводительных чипов и, возможно, квантовых компьютеров.
Германий-оловянные транзисторы имеют подвижность электронов в 2,5 раза выше, чем у сопоставимого транзистора из чистого германия. В остальном GeSn совместим с существующими процессами изготовления микросхем CMOS. Поскольку германий и олово относятся к той же группе периодической таблицы, что и кремний, эти транзисторы можно интегрировать непосредственно в обычные кремниевые чипы на существующих производственных линиях.
В статье »(Мингшан Лю и др., Инжиниринг по природным коммуникациям том 2, статья № 7 (2023)) отмечает, что «сплавы GeSn обеспечивают настраиваемую ширину запрещенной зоны за счет изменения содержания Sn и регулируемого смещения зон в эпитаксиальных гетероструктурах с Ge и SiGe. Фактически, недавний отчет показал, что использование Ge0,92Сн0,08 в качестве источника поверх нанопроволок Ge (NW) улучшает характеристики p-MOSFET».
«Помимо их беспрецедентных электрооптических свойств, основным преимуществом бинарных элементов GeSn является также то, что их можно выращивать в тех же реакторах для эпитаксии, что и сплавы Si и SiGe, что позволяет создать оптоэлектронную полупроводниковую платформу для всех групп IV, которую можно монолитно интегрировать в кремния», — добавляет газета.
Исследование этого проекта включало вклад нескольких организаций в дополнение к CEA-Leti, которая поставила эпитаксиальные стеки. Эпитаксия проводится на очень упорядоченном шаблоне, кремниевой подложке с очень точной кристаллической структурой. Изменив материал, CEA-Leti воспроизвела его кристаллическую структуру алмаза в слоях, которые он нарастил сверху.
Эпитаксия проводится при низкой температуре в реакторе химического осаждения из паровой фазы (CVD), отмечает Жан-Мишель Хартманн, научный сотрудник CEA, руководитель рабочей группы по внутривенной эпитаксии в CEA-Leti и научный руководитель отдела SSURF.
Осаждение эпитаксиального слоя такого типа стопки является сложным этапом в технологическом потоке, требующем нанесения узорчатых цилиндров и конформного осаждения стопки вентилей. CEA-Leti утверждает, что является одной из немногих RTO (исследовательско-технологических организаций) в мире, которые могут размещать такие сложные пакеты Ge/GeSn, легированные на месте.
«Сотрудничество продемонстрировало потенциал GeSn с узкой запрещенной зоной для усовершенствованных транзисторов с интересными электрическими свойствами, такими как высокая подвижность носителей в канале, низкое рабочее напряжение и меньшая занимаемая площадь», — говорит Хартманн, соавтор статьи. «До индустриализации еще далеко. Мы совершенствуемся на современном уровне техники и демонстрируем потенциал германиевого олова в качестве материала для каналов».
В работе также участвовали ученые из ForschungsZentrum Jülich в Германии; Университет Лидса в Великобритании; IHP-Innovations for High Performance Microelectronics во Франкфурте-на-Одере и RWTH Aachen University в Германии.
- Хартманн получил награду отдела электроники и фотоники на недавней конференции Электрохимического общества в Бостоне, Массачусетс, США. В качестве лауреата 30 мая Хартманн представил доклад «Эпитаксия полупроводников IV группы для наноэлектроники и оптоэлектроники‘ о том, как эпитаксия может быть использована для улучшения свойств устройств. Исследования Хартманна сосредоточены на химическом осаждении из паровой фазы при пониженном давлении (RP-CVD) полупроводников группы IV для наноэлектроники и оптоэлектроники.
Pin-диоды GeSn VCSE на кремниевых пластинах диаметром 200 мм
View full news on a site
/cloudfront-us-east-2.images.arcpublishing.com/reuters/6MCDTXYGGNNMVDIUZUKCIMOCJY.jpg "Цель потребует раскрытия информации об ИИ и измененной политической рекламе")
