摘要: (华强电子世界网讯)IBM通过在锗沟道中采用应变锗(向晶体管沟道施加压力,以提高载流子迁移率)技术,开发成功了兼容CMOS技术的生产技术。可以不影响nMOS、只将采用锗沟道的nMOS的迁移率提高到采用普通硅沟道的pMOS的3倍左右。锗沟道的加工只需在...
(华强电子世界网讯)IBM通过在锗沟道中采用应变锗(向晶体管沟道施加压力,以提高载流子迁移率)技术,开发成功了兼容CMOS技术的生产技术。可以不影响nMOS、只将采用锗沟道的nMOS的迁移率提高到采用普通硅沟道的pMOS的3倍左右。锗沟道的加工只需在CMOS技术的基础上略加工序即可。该技术已在2004年12月13日于美国旧金山召开的元器件技术国际会议“IEDM 2004(2004年国际电子器件会议)”上发表。
一般情况下,如果晶体管的沟道部分使用锗,与硅沟道相比,pMOS和nMOS均可提高载流子的迁移率。如果在上述锗沟道中向pMOS施加压力,就可以进一步提高空穴的迁移率。一般来说,应变技术尽管有望成为提高90nm级以下晶体管驱动能力的手段之一,但是由于与在pMOS和nMOS上应该施加应力的方向相反、需要分别增加其他的工序,所以存在利用普通CMOS技术难以生产的课题。
此次IBM开发成功的应变锗按以下步骤生产。首先,需要准备具有锗成分占30%的硅锗层的SGOI(SiGe on Insulator)底板。然后,将SGOI底板的nMOS部分进行遮罩(Masking),随后,让锗只在pMOS部分生成、从而形成应变锗。锗沟道一旦形成后,便可利用与普通CMOS技术相同的工艺来生产。在锗的生成方面,分别使用了超高真空CVD法及局部热混(TM)法。
采用此次技术的晶体管的驱动能力,分别相当于采用超高真空CVD法和TM法的普通硅沟道的3倍和2.5倍。另外,晶体管的开关特性——“S-因子”与普通硅沟道型晶体管的125mV/dec相比,通过TM法形成的应变锗则改善到了98mV/dec。这样,阈值电压绝对值比硅沟道型晶体管低300mV左右,只有0.36V。另外,沟道长度均为10μm。
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