Proof of concept visar att elektroner rör sig snabbare i germaniumtenn än i kisel eller germanium

02 juni 2023 (Nanowerk Nyheter) CEA-Leti-forskare har visat att elektroner och andra laddningsbärare kan röra sig snabbare i germaniumtenn än i kisel eller germanium, vilket möjliggör lägre driftspänningar och mindre fotavtryck i vertikala än i plana enheter. Detta proof-of-concept-genombrott innebär att vertikala transistorer gjorda av germaniumtenn är lovande kandidater för framtida lågeffekts-, högpresterande chips och möjligen kvantdatorer. Germanium-tenn transistorer uppvisar en elektronrörlighet som är 2.5 gånger högre än en jämförbar transistor gjord av rent germanium. GeSn är annars kompatibel med den befintliga CMOS-processen för spåntillverkning. Eftersom germanium och tenn kommer från samma periodiska systemgrupp som kisel, skulle dessa transistorer kunna integreras direkt i konventionella kiselchips med befintliga produktionslinjer. En nyligen publicerad tidning i Kommunikationsteknik ("Vertikala GeSn nanotråds MOSFETs för CMOS bortom kisel") noterar att "GeSn-legeringar erbjuder ett avstämbart energibandgap genom att variera Sn-innehållet och justerbara bandförskjutningar i epitaxiella heterostrukturer med Ge och SiGe. Faktum är att en färsk rapport har visat att användningen av Ge0.92Sn0.08 som källa ovanpå Ge nanotrådar (NW) förbättrar p-MOSFET-prestanda." Elektronmikrofotografi av germanium-tenntransistorn: Designen följer en 3D nanotrådsgeometri som även används i den senaste generationens datorprocessorer. (Bild: Forschungszentrum Jülich) "Förutom deras oöverträffade elektrooptiska egenskaper är en stor fördel med GeSn-binärer också att de kan odlas i samma epitaxireaktorer som Si- och SiGe-legeringar, vilket möjliggör en optoelektronisk halvledarplattform för alla grupper som kan integreras monolitiskt på Si", rapporterar tidningen. Den projektforskningen inkluderade bidrag från flera organisationer utöver CEA-Leti, som levererade epitaxialstaplarna. Epitaxi utförs på en mycket ordnad mall, ett kiselsubstrat, med en mycket exakt kristallstruktur. Genom att ändra materialet duplicerade CEA-Leti sin diamantkristallina struktur i de lager som den lade på toppen. "Epitaxi är konsten att göra flera lager genom att duplicera den ursprungliga strukturen och utförs vid låg temperatur med gasformiga prekursorer i en kemisk ångdeposition (CVD) reaktor", säger Jean-Michel Hartmann, en CEA Fellow och teamledare, grupp- IV epitaxi vid CEA-Leti. Att deponera den här typen av stack och bemästra tillväxten av epitaxialskiktet är ett extremt komplext steg i ett processflöde som kräver mönstrade cylindrar och konform grindstackavsättning – kort sagt, tillverkning av hela enheten. CEA-Leti, en av få RTO:er globalt som kan deponera sådana komplexa in-situ-dopade Ge/GeSn-stackar, utförde den delen av den gemensamma forskningen som rapporteras i tidningen. "Samarbetet visade potentialen hos GeSn med lågt bandgap för avancerade transistorer med intressanta elektriska egenskaper, såsom hög bärvågsmobilitet i kanalen, låga driftspänningar och ett mindre fotavtryck", förklarade Hartmann, en medförfattare till tidningen. "Industrialiseringen är fortfarande långt borta. Vi avancerar på det senaste och visar potentialen hos germaniumtenn som kanalmaterial." I arbetet ingick även forskare från ForschungsZentrum Jülich, Tyskland; University of Leeds, Storbritannien; IHP- Innovations for High Performance Microelectronics, Frankfurt (Oder), Tyskland, och RWTH Aachen University, Tyskland.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Minting the Future med Adryenn Ashley. Tillgång här.
• Köp och sälj aktier i PRE-IPO-företag med PREIPO®. Tillgång här.
• Källa: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63102.php