鍺材料有望重新用於RF電晶體?

2021-01-07 EDN電子設計技術

在本月初於日本舉行的「超大規模集成電路技術暨電路會議」(2017 Symposia on VLSI Technology and Circuits)上，歐洲研究機構Imec發表論文介紹一種閘極環繞式(GAA)電晶體，其性能超越10nm以下節點的標準互補金屬氧化物半導體(CMOS)，而且具有10億分之一奧姆(Ω)電阻的源極/漏極觸點。yYuednc

根據Imec，利用淺鎵植入和脈衝雷射退火，可為p-MOS電晶體源極/漏極觸點寫下10億分之一奧姆源/汲電阻率的新世界紀錄。yYuednc

超快速的sub-10nm SiGe GAA電晶體在300毫米(mm)晶圓上使用應變鍺p通道(p-channel)，展現其卓越的靜電控制，並透過使用高壓退火(HPA)實現，Imec並證明其可用於更傳統的FinFET架構。yYuednc


Imec聲稱這是世界上第一個具有sub-10nm直徑的微縮應變鍺p-Channel GAA FET，整合於300mm晶圓的平臺上。（來源：Imec）yYuednc

SiGe原則

矽鍺(SiGe)電晶體作為射頻(RF)收發器的能力是眾所周知的，因為它讓收發器的甚餘部份使用相同的CMOS技術，以避免使用晶格結構與矽不兼容的GaAs功率放大器(PA)。yYuednc

然而，在超越10nm的先進位程節點上，尚未證明SiGe可成功用於FinFET或更先進的架構(如GAA FET)——至少不能在最先進的300mm晶圓上。然而，根據Imec，使用HPA提高了p-channel FinFET和GAAs的卓越性能和靜電控制。yYuednc

Imec聲稱，未公開的新架構改變能夠補償SiGe的較大介電常數和較小能隙，使其更易於在10nm以下持續微縮，而不至於犧牲靜電控制。因此，Imec聲稱可實現至今最短的閘極長度(40nm)和最薄奈米線(9nm)。GAA-FET能保持靜電控制，使漏極引起的阻障層降低30mV/V，次閾值斜率為79mV/dec。yYuednc

提高HPA

Imec還聲稱，其HPA技術提高了鍺GAAs和FinFET的性能。由於HPA在450°C下，Imec研究人員聲稱將接口質量和空洞遷移率提高到600cm2/Vs。HPA優化顯著提高了其GAA組件的靜電和整體性能，使其達到60nm長度、Q係數為15，以及每微米約3～100億分之一安培的低電流。yYuednc

Imec在這方面的所有研究都將與CMOS合作夥伴GlobalFoundries、華為(Huawei)、英特爾(Intel)、美光(Micron)、高通(Qualcomm)、三星(Samsung)、海力士(SK Hynix)、Sony Semiconductor Solutions以及臺積電(TSMC)共同分享成果。yYuednc

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Imec為P-SiGe源極與漏極觸點實現每平方公分約100億分之一奧姆的突破，將與CMOS合作夥伴GlobalFoundries、華為、英特爾、美光、高通、三星、海力士、Sony Semiconductor Solutions以及臺積電共享成果。（來源：Imec）yYuednc

（原文發表於edn姐妹刊EETimes，參考連結：http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1331888；Susan Hong編譯）yYuednc

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