개념 증명은 전자가 실리콘이나 게르마늄보다 게르마늄 주석에서 더 빠르게 움직이는 것을 보여줍니다.

개념 증명은 전자가 실리콘이나 게르마늄보다 게르마늄 주석에서 더 빠르게 움직이는 것을 보여줍니다.

타임 스탬프 : 2 년 2023 월 11 일 33:XNUMX AM
소스 노드 : 2695095
02 년 2023 월 XNUMX 일 (나노 워크 뉴스) CEA-Leti 연구 과학자들은 전자 및 기타 전하 캐리어가 실리콘이나 게르마늄보다 게르마늄 주석에서 더 빠르게 이동할 수 있어 평면 장치보다 수직에서 더 낮은 작동 전압과 더 작은 설치 공간을 가능하게 한다는 것을 입증했습니다. 이 개념 증명의 획기적인 발전은 게르마늄 주석으로 만들어진 수직형 트랜지스터가 미래의 저전력, 고성능 칩 및 양자 컴퓨터를 위한 유망한 후보라는 것을 의미합니다. 게르마늄-주석 트랜지스터 순수 게르마늄으로 만들어진 유사한 트랜지스터보다 2.5배 더 높은 전자 이동성을 나타냅니다. GeSn은 기존과 호환됩니다. CMOS 프로세스 칩 제조용. 게르마늄과 주석은 실리콘과 동일한 주기율표 그룹에서 나오므로 이러한 트랜지스터는 기존 생산 라인을 통해 기존 실리콘 칩에 직접 통합될 수 있습니다. 최근에 발표된 논문 통신 공학 (“실리콘을 넘어서는 CMOS용 수직형 GeSn 나노와이어 MOSFET”)는 “GeSn 합금은 Ge 및 SiGe가 포함된 에피택셜 헤테로구조에서 Sn 함량과 조정 가능한 밴드 오프셋을 변경하여 조정 가능한 에너지 밴드갭을 제공합니다. 실제로 최근 보고서에 따르면 Ge를 사용하는 경우0.92Sn0.08 Ge 나노와이어(NW) 상단의 소스로서 p-MOSFET 성능을 향상시킵니다.” 게르마늄-주석 트랜지스터의 전자현미경 사진 게르마늄-주석 트랜지스터의 전자 현미경 사진: 이 디자인은 최신 세대의 컴퓨터 프로세서에도 사용되는 3D 나노와이어 형상을 따릅니다. (이미지 : Forschungszentrum Jülich) “전례 없는 전기 광학 특성 외에도 GeSn 바이너리의 주요 장점은 Si 및 SiGe 합금과 동일한 에피택시 반응기에서 성장할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 단일체로 통합될 수 있는 모든 그룹 IV 광전자 반도체 플랫폼을 가능하게 합니다. Si”라고 신문은 보도합니다. 해당 프로젝트 연구에는 에피택셜 스택을 제공한 CEA-Leti 외에도 여러 조직의 기여가 포함되었습니다. 에피택시는 매우 정밀한 결정 구조를 지닌 매우 정돈된 템플릿인 실리콘 기판에서 수행됩니다. CEA-Leti는 재료를 변경하여 그 위에 놓인 층에 다이아몬드 결정 구조를 복제했습니다. CEA 펠로우이자 팀 리더인 Jean-Michel Hartmann은 "에피택시는 원래 구조를 복제하여 다층을 만드는 기술이며 화학 기상 증착(CVD) 반응기에서 기체 전구체를 사용하여 저온에서 수행됩니다."라고 말했습니다. CEA-Leti에서 IV 에피택시. 이러한 종류의 스택을 증착하고 에피택셜 층 성장을 마스터하는 것은 패턴화된 실린더와 컨포멀 게이트 스택 증착이 필요한 프로세스 흐름에서 매우 복잡한 단계입니다. 즉, 전체 장치를 제조하는 것입니다. 복잡한 현장 도핑 Ge/GeSn 스택을 증착할 수 있는 세계적으로 몇 안 되는 RTO 중 하나인 CEA-Leti는 논문에 보고된 공동 연구의 해당 부분을 수행했습니다. 공동 저자인 Hartmann은 “이 협력은 채널의 높은 캐리어 이동도, 낮은 작동 전압 및 더 작은 설치 공간과 같은 흥미로운 전기적 특성을 가진 고급 트랜지스터에 대한 낮은 밴드갭 GeSn의 잠재력을 보여주었습니다.”라고 설명했습니다. “산업화는 아직 멀었습니다. 우리는 최첨단 기술을 발전시켜 채널 재료로서 게르마늄 주석의 잠재력을 보여주고 있습니다.” 이 작업에는 독일 ForschungsZentrum Jülich의 과학자도 포함되었습니다. 영국 리즈 대학교; IHP- 고성능 마이크로전자공학을 위한 혁신, 독일 프랑크푸르트(오데르) 및 독일 RWTH 아헨 대학교.

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