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高k栅介质InGaAs nMOSFET研究新进展
发布时间:2015-9-6 19:04:17 作者: 来源: 点击率:

       随着微电子产业的高速发展,Si晶体管尺寸即将达到理论极限,而III-V族化合物半导体作为沟道材料制备MOS器件已显示出很好的应用前景,其中InGaAs由于其高的电子迁移率以及相对成熟的制备工艺而备受关注。特别是高k栅介质的使用可使得栅介质等效氧化物厚度减薄至1nm以下,同时大大降低栅极漏电,改善器件电性能。因此,高k栅介质InGaAs MOSFETs成为目前研究的热门课题。然而,其主要挑战是如何获得高质量的高k介质/ InGaAs界面。

光学与电子信息学院微电子学系徐静平教授课题组一直从事小尺寸高k栅介质MOS器件的研究。在徐静平教授指导下,自2012年以来开展了高k栅介质InGaAs MOSFET的有关研究工作:建立了高k栅介质InGaAs MOSFET反型沟道电子迁移率模型,分析了界面电荷库仑散射和界面粗糙散射机制对电子迁移率的影响;理论上设计了三种高klnGaAs MOSFET结构,即缓冲层结构、侧墙结构和基本结构,通过电特性的比较分析表明,缓冲层结构InGaAs MOSFET具有最佳电学性能;实验研究方面,采用磁控溅射方法,在GaAs衬底上制备了HfTiONk栅介质,研究了不同界面钝化方法对GaAs MOS器件电特性的影响。结果表明,SiNxTaONAlONGGO作为界面钝化层时,MOS器件表现出低的界面态密度、小的栅极漏电和高的器件可靠性。该项研究工作得到国家自然科学基金资助,目前进展顺利。

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