高性能ナノスケールトランジスタ用の断熱器層の超薄複合半導体
Hyunhyub Ko1, Kuniharu Takei, Rehan Kapadia
1Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California, Berkeley, California 94720, USA.
Nature
|November 12, 2010
まとめ
研究者らは,インジウムアルセナイド (InAs) をシリコンに統合する新しい方法を開発し,先進のXOIトランジスタを作成しました. このアプローチは,従来の方法の限界を克服し,より速い電子機器への道を開きます.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 電気工学 電気工学とは
- 半導体物理学 半導体物理学
背景:
- シリコン (Si) エレクトロニクスはスケーリングの制限に直面しており,性能を向上させるための代替半導体の研究を推進しています.
- 高流動性III-V複合半導体の異質な統合は,Si上の高度な特性と確立されたSi処理を組み合わせる有望な経路を提供します.
- Si上の従来のヘテロエピタキシアル成長は,高い欠陥密度や接合点の漏れなどの課題を提示します.
研究 の 目的:
- シリコン・オン・インソレーター (SOI) 基板に超薄で単結晶のインジウム・アルセニド (InAs) を統合するためのエピタキシアル転送方法 (InAs-on-insulator (XOI)) を探求する.
- InAs XOIトランジスタの電気的性質を調査し,量子閉じ込めが輸送特性に与える影響を理解する.
- デバイスのパフォーマンスを向上させるために,高品質のINA/ダイエレクトリックインターフェースを開発する.
主な方法:
- 超薄単結晶InAs層をSi/SiO(2) 基板にエピタキシアル転送する.
- InAs XOIプラットフォームを使用してフィールド効果トランジスタ (FET) の製造.
- 電気的性質と量子閉じ込め効果を分析するための実験的特徴とシミュレーション.
- InAs/ダイエレクトリックインターフェイスを改善するために,新しい熱的に成長したインターフェイス InAsO ((x) 層 (厚さ ~1 nm) の開発.
主要な成果:
- 超薄なInAsをSi/SiO(2) に表軸移転経由で統合し,InAs XOIプラットフォームを作成することが実証されました.
- 超薄のInAs XOI層の輸送特性における量子閉じ込めの重要な役割を明らかにした.
- 新しいInAsO (x) インターフェース層を使用して,高品質のInAs/ダイエレクトリックインターフェースを達成しました.
- 製造されたInAs XOI FETは,0.5Vでピークトランスコンダクタンス ~1.6 mS μm(-1) を示し,オン/オフ電流比 >10,000.
結論:
- エピタキシアル転送方法は,Si.に高流動性複合半導体を統合するために,従来のヘテロエピタキシに有効な代替案を提供します.
- InAs XOIプラットフォームは,特に超薄層は,量子閉じ込め効果により,次世代の高性能電子機器の可能性を示しています.
- 新しいInAsO (x) インターフェイス層は,InAs XOIデバイスで高品質のインターフェイスと優れたトランジスタ性能を達成するために不可欠です.
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