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高迁移率锗锡MOSFET研究在国际微电子领域获突破性进展

日期:2014-06-23 12:54 点击量:

(通讯员 汪银花)西安电子科技大学微电子学院郝跃院士研究团队在高迁移率锗锡沟道金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)研究领域取得了突破性进展,锗锡电子器件迁移率达到国际最高纪录。日前在美国夏威夷举行的IEEE VLSI Symposia Technology and Circuits(简称VLSI年会)会议以论文的形式报道了该研究成果。

在郝跃院士带领下,西安电子科技大学、重庆大学和中科院半导体所共同合作,提出并实现了无掺杂量子阱沟道结构,在GeSn沟道中引入高压应变来提高空穴迁移率;采用原位Si2H6表面钝化技术,有效提高了半导体表面与界面质量。锗锡量子阱MOSFET器件展现了优异电学性能,西安电子科技大学在年会上报道的半导体材料和器件的空穴迁移率高达845 cm2V-1s-1,这是目前关于锗锡电子器件迁移率方面的国际最高纪录。年会报告和论文引起了来自IMEC、IBM、加州大学伯克利分校、普渡大学以及东京大学等单位的微电子研究小组的极大兴趣,并开展了深入讨论。

 

相关结果截图:锗锡MOSFET空穴迁移率取得了845 cm2V-1s-1的世界最高纪录

相关结果截图:该团队所报道锗锡MOSFET空穴迁移率远高于其他相关报道

“微电子技术是信息产业的基石,半导体器件的研发水平标志着一个国家在信息产业中的地位。过去几十年,随着微电子技术的深入发展和对超低功耗芯片的迫切需求,摩尔定律按照微型化、高密度化的目标不断发展。但是特征尺寸缩短带来的集成度和复杂性进一步增强,特别是当芯片特征尺寸接近物理与工艺极限后,器件制作遇到更大的挑战”,郝跃院士介绍说,“传统CMOS技术已经难以维持摩尔定律的继续发展,采用新的器件技术已经成为必然趋势。为解决芯片高性能和超低功耗的矛盾,引入新型的高迁移率材料是当前大规模集成电路研究的关键解决方案。”

郝跃院士研究团队的韩根全教授、张春福副教授介绍,通过调节Sn的组分和应变工程,锗锡材料可以具有高的载流子迁移率,近年来成为高迁移率MOSFET器件研究的热点,并且有望在微电子以及光电集成领域得到广泛应用。更关键的是,利用锗锡这种高迁移率材料有可能作为一项新的技术,实现与硅基工艺兼容的高性能、低功耗半导体集成电路。

VLSI年会是国际微电子领域顶级会议,与IEDM和ISSCC并称微电子技术领域的奥林匹克会议。VLSI年会只接收最新以及极具应用前景的微电子器件方面的研究成果,如Intel,IBM等公司的许多核心技术都是在VLSI年会上首次披露的。郝跃院士团队锗锡MOSFET相关研究结果在VLSI年会的发表标志着西安电子科技大学在微电子领域取得突破性进展。


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