比利时微电子研究中心开发出 3D 兼容的锗 nMOS 匣极堆栈-电子工程世界

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旧金山 - 2016 国际电子组件会议（IEEE International Electron Devices Meeting，IEDM）- 2016 年十二月 7 日 - 全球领先的奈米电子及数字技术研发与创新中心比利时微电子研究中心，在本周的 IEEE IEDM 研讨会上首度展示钝化硅锗 nMOS匣极堆栈，接口缺陷密度（DIT）大幅降低至与硅匣极堆栈相同的等级，并且具有极高的电子迁移率与较低的正向偏压温度不稳定性（PBTI）。这些具前瞻性的成果，为锗基鳍式晶体管与匣极全环绕组件奠定良好的基础，为 5nm 级以上的逻辑组件提供许多可能性。

现今的成果是藉由应用能带工程所取得，在高 k 值/二氧化硅接口上采用接口电偶极，并且采取氢高压退火（HPA）作为制程的结尾。藉由进行原子层沉淀（ALD）这项 3D 相容制程来沉淀硅酸镧层，二氧化硅层上便会形成界面电偶极。虽然高 DIT 向来是钝化硅锗 nFET 的一项主要疑虑，但这个问题已藉由插入硅酸镧与采用氢高压退火技术来大幅降低 DIT，并首度在中间能隙附近从 2x1012 cm-2eV-1 降至 5x1010 cm-2eV-1。采用以上技术后，电子迁移率便因此得以提升（在峰值处约为百分之 50）；而由于能带工程中引入接口电偶极，PBTI 的可靠度因此而获得提升。

在 IEEE IEDM 上，比利时微电子研究中心也展示了高杂质半导体的异质结构接口电阻（Rhi）之分析模型。比利时微电子研究中心已采用这项创新的模型，对 TiSix/Si:P/n-Ge 接触堆栈中的高杂质 Si:P 进行预测，以帮助克服锗 nMOS 中的高接触电阻问题。随着开发出先进的低温 Si:P 磊晶技术，比利时微电子研究中心展现了创下纪录的 TiSix/Si:P/n-Ge 接触堆栈之 n-Ge 低接触电阻。

「我们致力于拓展摩尔定律的极限，在相关的研究中，锗基组件便是其中的关键。」半导体技术与系统部门执行副总裁 An Steegen 表示。「这些突破性的成就，在为了让锗基组件成为 5nm 以上等级之可行解决方案所努力的过程中，我们对于了解需要克服的基本阻碍所投入的心力，写下了重要的篇章。」

这项成果是与 ASM、Poongsan 以及南洋理工大学协力执行的成果。比利时微电子研究中心对先进逻辑缩放技术的研究，是与比利时微电子研究中心的核心 CMOS 计划之关键合作伙伴一起进行，其中包含格罗方德、华为、Intel、美光、高通、三星、SK 海力士、Sony 以及台积电。

关键字：匣极堆栈晶体管预测编辑：王凯引用地址：比利时微电子研究中心开发出 3D 兼容的锗 nMOS 匣极堆栈

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