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Jun 14, 2023

게르마늄

여러 연구 기관의 연구원들이 전자와

여러 연구 기관의 연구원들은 실리콘이나 게르마늄보다 특정 게르마늄-주석 합금에서 전자와 정공이 더 빠르게 이동할 수 있음을 입증했습니다. 이 연구는 수직 방향 트랜지스터를 향상시키기 위해 수행되었으며 등가 평면 회로보다 작동 전압이 낮고 설치 공간이 훨씬 작은 회로를 보여줍니다.

독일 ForschungsZentrum Jülich 연구원; 영국 리즈 대학교; IHP- Innovations for High Performance Microelectronics(독일 프랑크푸르트(Oder))와 독일 RWTH Aachen University는 Nature Communications Engineering에 게재된 Vertical GeSn Nanowire MOSFETs for CMOS Beyond Silicon이라는 제목의 논문에 기고했습니다.

그들은 게르마늄-주석 트랜지스터가 순수 게르마늄으로 만들어진 비슷한 트랜지스터보다 2.5배 더 높은 전자 이동도를 보인다고 보고했습니다. 그리고 게르마늄과 주석은 모두 주기율표에서 실리콘과 동일한 그룹인 IV족에 속하기 때문에 이러한 트랜지스터는 기존 생산 라인을 통해 기존 실리콘 칩에 직접 통합될 수 있습니다.

논문에서는 "GeSn 합금은 Ge 및 SiGe가 포함된 에피택셜 이종구조에서 Sn 함량과 조정 가능한 밴드 오프셋을 변경하여 조정 가능한 에너지 밴드갭을 제공합니다. 실제로 최근 보고서에 따르면 8% 주석과 92% 주석 합금을 사용하는 것으로 나타났습니다. Ge 나노와이어 위에 게르마늄을 소스로 얹어 p-MOSFET 성능을 향상시켰습니다."

논문의 주요 측면 중 하나는 수직 구조에서 GeSn 바이너리를 생성하기 위한 에피택셜 성장의 개발이었습니다. 이 논문은 나노와이어 직경이 25nm에 이르는 하향식 제조 수직형 GeSn 기반 게이트 올라운드 나노와이어 MOSFET에 대해 보고합니다. GeSn/Ge/Si 및 Ge/GeSn/Ge/Si라는 두 개의 에피택셜 이종 구조는 각각 p형 및 n형 트랜지스터의 공동 최적화를 촉진하도록 설계되었습니다. 결과적으로 완전한 CMOS 기능은 CMOS 인버터를 통해 시연됩니다. 또한 n형 GeSn 장치는 극저온 양자 컴퓨팅의 요구 사항을 충족하기 위해 저온에서 스위칭 특성을 보여줍니다.

"전례 없는 전기 광학 특성 외에도 GeSn 바이너리의 주요 장점은 Si 및 SiGe 합금과 동일한 에피택시 반응기에서 성장할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 단일체로 통합될 수 있는 모든 그룹 IV 광전자 반도체 플랫폼을 가능하게 합니다. Si"라고 신문은 보도했다.

공동 저자이자 CEA 연구원인 Jean-Michel Hartmann은 "이번 협력은 채널의 높은 캐리어 이동도, 낮은 작동 전압 및 더 작은 설치 공간과 같은 흥미로운 전기적 특성을 지닌 고급 트랜지스터에 대한 저밴드갭 GeSn의 잠재력을 보여주었습니다"라고 말했습니다. 종이. "산업화는 아직 멀었습니다. 우리는 최첨단 기술을 발전시켜 채널 재료로서 게르마늄 주석의 잠재력을 보여주고 있습니다."

실리콘 너머의 CMOS를 위한 수직형 GeSn 나노와이어 MOSFET

www.cea.fr

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