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超薄替代硅未来电子

Published on November 22, 2010 at 5:59 PM

在下一代半导体的搜索好消息。与研究人员能源部的劳伦斯伯克利国家实验室的美国部(伯克利实验室 ),并在加州大学(UC)的伯克利分校,已成功地集成到一个硅衬底上的超薄层层的半导体铟砷化物创造一个优良的电子属性纳米晶体管。 III - V族半导体的成员,砷化铟作为替代硅,包括优越的电子迁移率和速度,这使得它为未来的高速,低功耗的电子设备未完成候选人提供了几个优点。

“阿里Javey,教师在伯克利实验室材料科学部的科学家和电气工程和计算机科学教授说:”我们已经证明了一个简单的路由异构集成砷化铟层下降到10纳米硅衬底上的厚度,加州大学伯克利分校,谁领导了这项研究。

编造与A)外延增长和纳米带,加盖到一个硅/二氧化硅(Si/SiO2)基板阵列蚀刻砷化铟,氧化铟(砷化铟)设备开始; b)和c)砷化铟纳米带阵列Si/SiO2,D )和e)砷化铟纳米带上层建筑对Si/SiO2。

“我们随后编造设备附近的III - V族器件漏电流最小预计的性能限制。我们的设备也表现出类似尺寸的硅晶体管相比,在电流密度和跨优异的性能。“

所有奇妙的电子特性,硅芯片技术已经引起了激烈的搜索将在未来的设备中使用的替代半导体的限制。 Javey和他的研究小组都集中在化合物III - V族半导体,具有高超的电子输运性质。一直面临的挑战,找到一种行之有效的,今天的以硅为基础的设备用于生产的低成本加工技术插入这些化合物半导体的方式。由于硅和III - V族化合物半导体之间大的晶格失配,在硅衬底上直接异质外延生长III - V族具有挑战性和复杂的,结果往往和高容量的缺陷。

Javey说:“我们已经证明,”我们呼吁的“XOI”或化合物半导体绝缘体上的技术平台,即平行到今天的“SOI”,或绝缘体上硅平台。 “使用一个外延的传输方法,我们转移的超薄层硅/硅衬底上的铟砷化镓单晶,然后编造的设备,使用传统的加工技术,以表征XOI材料和器件性能。”

这项研究结果已发表在“自然”杂志上,在一份文件,题为“超薄化合物半导体绝缘层高性能的纳米晶体管。”共同创作与Javey报告Hyunhyub高,Kuniharu武井,热汗卡帕迪亚史蒂芬庄,方辉,保罗列伊,卡尔蒂克Ganapathi,埃琳娜贷款机构,下扎金,陈赐英,莫滕马德森,亚历山德拉福特,于伦觉,桑杰克里希纳和Sayeef萨拉赫丁。

为了使他们的XOI平台,Javey和他的合作者增长砷化铟单晶薄了初步源基板,然后光刻图案有序阵列纳米带的电影的电影(10到100纳米厚)。通过有选择性的一个基本的牺牲层湿蚀刻后从源基材中删除,纳米带阵列转移到硅/硅衬底通过冲压工艺。

Javey归功于优良的电子性能XOI晶体管的尺寸小,活跃的“X”层和量子限制,这有助于调整材料的能带结构和输运性质所发挥的关键作用。虽然他和他的小组只作为他们的化合物半导体砷化铟,应该很容易适应技术以及其他化合物III / V族半导体。

“未来的研究,为8英寸和12英寸晶圆加工我们的过程的可扩展性是必要的,”Javey说。

展望未来,我们相信,可以通过晶圆键合过程中获得的XOI基板,但我们的技术使人们有可能制造,p型和n型最佳III - V族半导体为基础的互补性电子相同芯片上的晶体管。

“此外,这个概念可以直接用于传统的硅衬底上集成高性能的光电二极管,激光器,发光二极管。与众不同的是,这种技术可以使我们研究的无机半导体的基本材料,当厚度缩小到只有几个原子层的属性。“

这项研究是由来自劳伦斯伯克利国家实验室LDRD授予部分经费,并在麻省理工学院,英特尔公司和伯克利传感器和执行器中心的马可/ MSD焦点中心。

Last Update: 4. October 2011 22:02

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