Konseptin todiste osoittaa, että elektronit liikkuvat nopeammin germaniumtinassa kuin piissä tai germaniumissa

Konseptin todiste osoittaa, että elektronit liikkuvat nopeammin germaniumtinassa kuin piissä tai germaniumissa

Aikaleima: 2. kesäkuuta 2023 11
Lähdesolmu: 2695095
02. kesäkuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) CEA-Letin tutkijat ovat osoittaneet, että elektronit ja muut varauksen kantajat voivat liikkua nopeammin germaniumtinassa kuin piissä tai germaniumissa, mikä mahdollistaa alhaisemmat toimintajännitteet ja pienemmät jalanjäljet ​​pystysuorassa kuin tasomaisissa laitteissa. Tämä konseptin läpimurto tarkoittaa, että germaniumtinasta valmistetut vertikaaliset transistorit ovat lupaavia ehdokkaita tulevaisuuden pienitehoisille, korkean suorituskyvyn siruille ja mahdollisesti kvanttitietokoneille. germanium-tina transistorit elektronien liikkuvuus on 2.5 kertaa suurempi kuin vastaavalla puhtaasta germaniumista valmistetulla transistorilla. GeSn on muuten yhteensopiva olemassa olevan kanssa CMOS-prosessi sirun valmistukseen. Koska germanium ja tina tulevat samasta jaksollisen taulukon ryhmästä kuin pii, nämä transistorit voitaisiin integroida suoraan tavanomaisiin piisiruihin olemassa olevilla tuotantolinjoilla. Äskettäin julkaistu artikkeli Viestintätekniikka ("Pystysuuntaiset GeSn-nanolanka-MOSFETit piin ulkopuolisille CMOS-järjestelmille") toteaa, että "GeSn-seokset tarjoavat viritettävän energiakaistan vaihtelemalla Sn-pitoisuutta ja säädettäviä kaistan poikkeamia epitaksiaalisissa heterorakenteissa Ge:n ja SiGen kanssa. Itse asiassa tuore raportti on osoittanut, että Ge0.92Sn0.08 lähteenä Ge nanolankojen (NW) päällä parantaa p-MOSFETin suorituskykyä." Elektronimikroskooppikuva germanium-tinatransistorista Elektronimikroskooppikuva germanium-tinatransistorista: Suunnittelu noudattaa 3D-nanolankageometriaa, jota käytetään myös uusimman sukupolven tietokoneprosessoreissa. (Kuva: Forschungszentrum Jülich) "Ennennäkemättömien sähköoptisten ominaisuuksiensa lisäksi GeSn-binäärien suuri etu on myös se, että niitä voidaan kasvattaa samoissa epitaksireaktoreissa kuin Si- ja SiGe-seoksia, mikä mahdollistaa kaiken ryhmän IV optoelektronisen puolijohdealustan, joka voidaan integroida monoliittisesti Si”, lehti kertoo. Projektitutkimukseen osallistui useita organisaatioita CEA-Letin lisäksi, joka toimitti epitaksiaaliset pinot. Epitaksi suoritetaan hyvin järjestetylle mallille, piisubstraatille, jolla on erittäin tarkka kiderakenne. Vaihtamalla materiaalia CEA-Leti monisti sen timanttikiteisen rakenteensa päälle asettamiinsa kerroksiin. "Epitaksia on taidetta tehdä monikerroksisia kerroksia kopioimalla alkuperäinen rakenne ja se suoritetaan alhaisessa lämpötilassa kaasumaisten esiasteiden kanssa kemiallisessa höyrypinnoitusreaktorissa (CVD), sanoi Jean-Michel Hartmann, CEA-stipendiaatti ja ryhmän johtaja ryhmästä. IV epitaksia CEA-Letissä. Tällaisen pinon sijoittaminen ja epitaksiaalikerroksen kasvun hallitseminen on äärimmäisen monimutkainen vaihe prosessivirrassa, joka vaatii kuvioituja sylintereitä ja konformaalista porttipinoa – lyhyesti sanottuna koko laitteen valmistusta. CEA-Leti, yksi harvoista RTO:ista maailmanlaajuisesti, joka pystyy tallettamaan tällaisia ​​monimutkaisia ​​in situ seostettuja Ge/GeSn-pinoja, suoritti sen osan yhteisestä tutkimuksesta, josta raportissa kerrottiin. "Yhteistyö osoitti matalan kaistavälin GeSn:n mahdollisuudet kehittyneille transistoreille, joilla on mielenkiintoisia sähköisiä ominaisuuksia, kuten korkea kantoaallon liikkuvuus kanavassa, alhaiset käyttöjännitteet ja pienempi jalanjälki", selitti Hartmann, paperin toinen kirjoittaja. ”Teollistuminen on vielä kaukana. Edistämme tekniikan tasoa ja näytämme germaniumtinan potentiaalin kanavamateriaalina." Työhön osallistui myös tutkijoita ForschungsZentrum Jülichistä, Saksasta; Leedsin yliopisto, Yhdistynyt kuningaskunta; IHP-Innovations for High Performance Microelectronics, Frankfurt (Oder), Saksa ja RWTH Aachen University, Saksa.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Nanowerk