概念证明表明电子在锗锡中的移动速度比在硅或锗中快

02年2023月XNUMX日（Nanowerk新闻) CEA-Leti 研究科学家证明，电子和其他电荷载流子在锗锡中的移动速度比在硅或锗中更快，因此与平面器件相比，垂直器件的工作电压更低，占地面积更小。 这一概念验证突破意味着由锗锡制成的垂直晶体管有望成为未来低功耗、高性能芯片甚至量子计算机的候选者。 锗锡 晶体管 其电子迁移率比纯锗制成的同类晶体管高 2.5 倍。 GeSn 在其他方面与现有的兼容 CMOS工艺 用于芯片制造。 由于锗和锡与硅属于同一元素周期表族，因此这些晶体管可以利用现有生产线直接集成到传统硅芯片中。 最近发表的一篇论文 通信工程 (“用于超越硅的 CMOS 的垂直 GeSn 纳米线 MOSFET”）指出，“GeSn 合金通过改变 Ge 和 SiGe 外延异质结构中的 Sn 含量和可调节能带偏移来提供可调节的能带隙。 事实上，最近的一份报告表明，Ge 的使用0.92Sn0.08 作为 Ge 纳米线 (NW) 顶部的源可增强 p-MOSFET 的性能。” 锗锡晶体管的电子显微照片：该设计遵循 3D 纳米线几何形状，该几何形状也用于最新一代计算机处理器。 （图片：Forschungszentrum Jülich）“除了前所未有的电光特性之外，GeSn 二元化合物的一个主要优势还在于它们可以在与 Si 和 SiGe 合金相同的外延反应器中生长，从而实现全 IV 族光电半导体平台可以单片集成在硅上，”论文报道。 该项目研究包括除提供外延堆栈的 CEA-Leti 之外的多个组织的贡献。 外延是在非常有序的模板（硅基板）上进行的，具有非常精确的晶体结构。 通过改变材料，CEA-Leti 在其顶部的层中复制了其金刚石晶体结构。 “外延是通过复制原始结构来制造多层的艺术，并在化学气相沉积 (CVD) 反应器中使用气态前体在低温下进行，”CEA 院士兼团队负责人 Jean-Michel Hartmann 说道。在 CEA-Leti 进行 IV 外延。 沉积这种堆叠并控制外延层生长是工艺流程中极其复杂的步骤，需要图案化圆柱体和共形栅极堆叠沉积——简而言之，制造整个器件。 CEA-Leti 是全球少数能够沉积如此复杂的原位掺杂 Ge/GeSn 堆栈的 RTO 之一，它执行了论文中报道的联合研究的这一部分。 该论文的合著者 Hartmann 解释道：“这次合作证明了低带隙 GeSn 在具有令人感兴趣的电特性的先进晶体管方面的潜力，例如沟道中的高载流子迁移率、低工作电压和更小的占地面积。” “工业化还很遥远。 我们正在推进最先进的技术，并展示锗锡作为通道材料的潜力。” 这项工作还包括来自德国于利希研究中心的科学家； 英国利兹大学； IHP- 高性能微电子创新，德国法兰克福（奥德）和德国亚琛工业大学。

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