鳍式场效应晶体管(FinFET)外延片 *S
InGaAs被认为是先进技术节点中实现高性能鳍式场效应晶体管(FinFET)的最有前途的III–V化合物半导体。通过调整x的组分,InxGa1-xAs沟道可以跨越广泛的晶格常数、有效质量和带隙,从而允许对其电气特性进行微调。此外,该合金可以与其他III-V(如InAlAs和InP)配对,为灵活、强大的带隙和应变工程提供可能性。InGaAs与高K电介质配合时形成质量优异的氧化物半导体界面。已有文献对In0.53Ga0.47As基FinFET进行了研究,并使用不同的技术成功制造,以与氧化物良好集成。可供FinFET外延片,具体请InGaAs/InP外延结构为例:
1. InGaAs/InP基鳍式场效应晶体管结构
外延层 | 材料 | 厚度 | 掺杂 |
帽层 | InGaAs | 30nm | – |
沟道层 | In0.53Ga0.47As | – | – |
缓冲层 | InP | – | undoped |
In0.52Al0.48As | – | – | |
衬底 | Semi-insulating InP |
2. 鳍式场效应晶体管(FinFET)
FinFET是一种构建在衬底上的MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管),栅极位于沟道的两侧、三侧或四侧,或缠绕在沟道周围,形成双栅极甚至多栅极结构,是现代纳米电子半导体器件制造的基础。与平面FET相比,在栅极和沟道之间产生的更大的表面积提供了对电状态的更好控制并减少了泄漏。使用FinFET,可以比平面FET更好地控制沟道的静电,从而获得更好的电气特性。
单个FinFET晶体管通常包含多个并排排列并由同一栅极覆盖的鳍,这些鳍在电气上起到一体的作用,以提高驱动强度和性能。
图1 平面MOSFET与FinFET结构示意图
与CMOS相比,FinFET技术具有许多优势:
- 更高的电流驱动能力和高速
- 较低的阈值泄漏
- 更低的功耗
- 无随机掺杂剂波动
- 更好的机动性
- 晶体管的标度超过28nm
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