概念実証では、シリコンやゲルマニウムよりもゲルマニウム錫の方が電子が速く移動することを実証

02年2023月XNUMX日（Nanowerkニュース) CEA-Leti の研究科学者らは、電子やその他の電荷キャリアがシリコンやゲルマニウムよりもゲルマニウム錫の中でより速く移動できることを実証し、平面型デバイスよりも垂直方向の動作電圧を低くし、設置面積を小さくすることができます。この概念実証の画期的な進歩は、ゲルマニウム錫で作られた縦型トランジスタが、将来の低電力、高性能チップ、そしておそらくは量子コンピュータの有望な候補であることを意味します。ゲルマニウム – 錫 トランジスタ 純ゲルマニウムで作られた同等のトランジスタよりも 2.5 倍高い電子移動度を示します。それ以外の点では、GeSn は既存のものと互換性があります。 CMOSプロセス チップ製造用。ゲルマニウムとスズはシリコンと同じ周期表グループに属するため、これらのトランジスタは既存の生産ラインを使用して従来のシリコンチップに直接統合できます。最近出版された論文 通信工学 (「シリコンを超えたCMOS用の縦型GeSnナノワイヤMOSFET」) は、「GeSn 合金は、Sn 含有量を変化させることによって調整可能なエネルギー バンドギャップを提供し、Ge および SiGe とのエピタキシャル ヘテロ構造で調整可能なバンド オフセットを提供します。実際、最近の報告では、Ge の使用が0.92Sn0.08 Ge ナノワイヤ (NW) 上のソースとして使用すると、p-MOSFET の性能が向上します。」 ゲルマニウム - 錫トランジスタの電子顕微鏡写真: この設計は、最新世代のコンピュータ プロセッサでも使用されている 3D ナノワイヤ形状に従っています。 (画像: Forschungszentrum Jülich) 「前例のない電気光学特性に加えて、GeSn バイナリの主な利点は、Si および SiGe 合金と同じエピタキシャル リアクタで成長できることであり、全 IV 族オプトエレクトロニクス半導体プラットフォームを可能にします。それはSi上にモノリシックに統合できる」と論文は報告している。このプロジェクトの研究には、エピタキシャル スタックを提供した CEA-Leti に加えて、いくつかの組織からの貢献が含まれていました。エピタキシーは、非常に正確な結晶構造を持つ、非常に規則正しいテンプレートであるシリコン基板上で実行されます。 CEA-Leti は、材料を変更することで、その上に置く層にダイヤモンドの結晶構造を複製しました。 「エピタキシーは、元の構造を複製して多層を作成する技術であり、化学気相成長 (CVD) リアクター内でガス状の前駆体を使用して低温で実行されます」と、CEA フェローであり、グループのチームリーダーであるジャンミシェル ハートマン氏は述べています。 CEA-Leti での IV エピタキシー。この種のスタックを堆積してエピタキシャル層の成長をマスターすることは、パターン化されたシリンダーとコンフォーマルなゲートスタックの堆積、つまりデバイス全体の製造を必要とするプロセスフローの中で非常に複雑なステップです。 CEA-Leti は、このような複雑なその場ドープ Ge/GeSn スタックを堆積できる世界的にも数少ない RTO の XNUMX つであり、論文で報告されている共同研究のその部分を実施しました。 「今回の共同研究は、チャネル内の高いキャリア移動度、低い動作電圧、より小さな設置面積など、興味深い電気特性を備えた先進的なトランジスタに対する低バンドギャップGeSnの可能性を実証しました」と論文の共著者であるハートマン氏は説明した。 「工業化はまだ遠いです。私たちは最先端技術を進歩させ、チャネル材料としてのゲルマニウム錫の可能性を示しています。」この研究には、ドイツのForschungsZentrum Jülichの科学者も参加しました。リーズ大学、イギリス。 IHP- 高性能マイクロエレクトロニクスのためのイノベーション、ドイツのフランクフルト (オーデル)、およびドイツのアーヘン工科大学。

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• 情報源： https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63102.php