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Jan 11, 2024

ゲルマニウム

Lo sono i ricercatori provenienti da più istituti di ricerca

複数の研究機関の研究者は、特定のゲルマニウム - 錫合金では、シリコンやゲルマニウムよりも電子と正孔がより速く移動できることを実証しました。 この研究は垂直方向のトランジスタを強化するために行われ、同等の平面回路よりも動作電圧が低く、設置面積がはるかに小さい回路を示しています。

ドイツのForschungsZentrum Jülichの研究者。 英国リーズ大学。 IHP- Innovations for High Performance Microelectronics (ドイツ、フランクフルト (オーデル)) およびアーヘン工科大学 (ドイツ) は、Nature Communications Engineering に掲載された「シリコンを超えた CMOS 用垂直 GeSn ナノワイヤ MOSFET」というタイトルの論文に寄稿しました。

彼らは、ゲルマニウム - 錫トランジスタは、純粋なゲルマニウムで作られた同等のトランジスタよりも 2.5 倍高い電子移動度を示すと報告しました。 また、ゲルマニウムとスズはどちらも周期表の第 IV 族に属し、シリコンと同じ族であるため、これらのトランジスタは既存の生産ラインを使用して従来のシリコンチップに直接統合できます。

この論文では、「GeSn合金は、Sn含有量を変えることによって調整可能なエネルギーバンドギャップを提供し、GeおよびSiGeとのエピタキシャルヘテロ構造において調整可能なバンドオフセットを提供する。実際、最近の報告では、8パーセントのスズを92パーセントのスズと合金化して使用することが示されている」と述べている。 Ge ナノワイヤ上のソースとしてゲルマニウムを使用すると、p-MOSFET の性能が向上します。」

この論文の主要な側面の 1 つは、垂直構造で GeSn バイナリを生成するためのエピタキシャル成長の開発でした。 この論文は、ナノワイヤ直径が 25 nm までの、トップダウンで製造された垂直型 GeSn ベースのゲート全周型ナノワイヤ MOSFET について報告しています。 2 つのエピタキシャル ヘテロ構造、GeSn/Ge/Si および Ge/GeSn/Ge/Si は、それぞれ p 型トランジスタと n 型トランジスタの同時最適化を容易にするように設計されています。 その結果、CMOS インバーターを使用すると、完全な CMOS 機能が実証されます。 さらに、n 型 GeSn デバイスは、極低温量子コンピューティングの要件を満たす低温でのスイッチング特性を示します。

「前例のない電気光学特性に加えて、GeSn バイナリの主な利点は、Si および SiGe 合金と同じエピタキシ反応炉で成長できることであり、これにより、モノリシックに集積できるすべての IV 族オプトエレクトロニクス半導体プラットフォームが可能になります。シ」と同紙は報じている。

「この共同研究は、チャネル内の高いキャリア移動度、低い動作電圧、より小さな設置面積など、興味深い電気的特性を備えた先進的なトランジスタに対する低バンドギャップGeSnの可能性を実証しました」と、CEAフェローであり、論文の共著者であるジャンミッシェル・ハルトマン氏は述べた。紙。 「工業化はまだ遠いです。私たちは最先端技術を進め、チャネル材料としてのゲルマニウム錫の可能性を示しています。」

シリコンを超えたCMOS用の縦型GeSnナノワイヤMOSFET

www.cea.fr

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