Підтвердження концепції демонструє, що електрони рухаються швидше в германієвому олові, ніж у кремнію чи германію

Підтвердження концепції демонструє, що електрони рухаються швидше в германієвому олові, ніж у кремнію чи германію

Мітка часу: 2 червня 2023 11:33
Вихідний вузол: 2695095
02 червня 2023 р. (Новини Nanowerk) Вчені-дослідники CEA-Leti продемонстрували, що електрони та інші носії заряду можуть рухатися швидше в германієвому олові, ніж у кремнію чи германію, що забезпечує нижчі робочі напруги та менші сліди у вертикальних, ніж у плоских пристроях. Цей прорив у підтвердження концепції означає, що вертикальні транзистори, виготовлені з германієвого олова, є перспективними кандидатами для майбутніх малопотужних, високопродуктивних чіпів і, можливо, квантових комп’ютерів. Германій–олово транзистори демонструють рухливість електронів, яка в 2.5 рази вища, ніж порівнянний транзистор із чистого германію. В іншому GeSn сумісний з існуючим процес CMOS для виготовлення мікросхем. Оскільки германій і олово походять з тієї ж групи періодичної таблиці, що й кремній, ці транзистори можна інтегрувати безпосередньо в звичайні кремнієві чіпи за допомогою існуючих виробничих ліній. Нещодавно опублікована стаття в Інженерна комунікація («Вертикальні МОП-транзистори з нанодроту GeSn для КМОП поза межами кремнію») зазначає, що «сплави GeSn пропонують регульовану ширину забороненої зони шляхом зміни вмісту Sn і регульованих зсувів смуг в епітаксіальних гетероструктурах з Ge і SiGe. Фактично, нещодавній звіт показав, що використання Ge0.92Sn0.08 як джерело поверх нанопроводів Ge (NW) покращує продуктивність p-MOSFET». Електронна мікрофотографія германієво-олов'яного транзистора Електронна мікрофотографія германієво-олов’яного транзистора: конструкція відповідає тривимірній геометрії нанодроту, яка також використовується в комп’ютерних процесорах останнього покоління. (Зображення: Forschungszentrum Jülich) «Окрім їхніх безпрецедентних електрооптичних властивостей, основною перевагою бінарних елементів GeSn є також те, що їх можна вирощувати в тих самих епітаксійних реакторах, що й сплави Si та SiGe, створюючи оптоелектронну напівпровідникову платформу IV групи. які можуть бути монолітно інтегровані на Si», – повідомляє газета. Цей проект дослідження включав внески кількох організацій на додаток до CEA-Leti, яка поставила епітаксійні стеки. Епітаксія виконується на дуже впорядкованому шаблоні, кремнієвій підкладці, з дуже точною кристалічною структурою. Змінивши матеріал, CEA-Leti скопіював його кристалічну структуру алмазу в шарах, які він наніс зверху. «Епітаксія — це мистецтво створення кількох шарів шляхом копіювання оригінальної структури, яке виконується при низькій температурі з газоподібними прекурсорами в реакторі хімічного осадження з парової фази (CVD), — сказав Жан-Мішель Хартманн, співробітник CEA та керівник групи, IV епітаксія в CEA-Leti. Осадження такого типу стопки та оволодіння нарощуванням епітаксійного шару є надзвичайно складним кроком у технологічному процесі, який потребує циліндрів із візерунками та конформного осадження стека затворів – одним словом, виготовлення всього пристрою. CEA-Leti, одна з небагатьох RTO у всьому світі, яка здатна депонувати такі складні на місці леговані Ge/GeSn стопки, виконала цю частину спільного дослідження, про яке йдеться в статті. «Співпраця продемонструвала потенціал GeSn з низькою забороненою зоною для вдосконалених транзисторів із цікавими електричними властивостями, такими як висока рухливість носіїв у каналі, низька робоча напруга та менший розмір», — пояснив Гартманн, співавтор статті. «До індустріалізації ще далеко. Ми просуваємося до сучасного рівня техніки та демонструємо потенціал германієвого олова як матеріалу каналу». У роботі також брали участь вчені з ForschungsZentrum Jülich, Німеччина; Університет Лідса, Велика Британія; IHP-Innovations for High Performance Microelectronics, Франкфурт (Одер), Німеччина, та RWTH Aachen University, Німеччина.

Часова мітка:

Більше від Нановерк