2。设计依据和动力gydF4y2Ba
在本文中,我们提出了与Si InGaAs MOSFET结构gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁。再生标准源/漏场效应管只有一个高gydF4y2Ba
kgydF4y2Ba
层之间的金属门和源/排水,形成高寄生参数gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
根据gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
ɛgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
ɛgydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
,禁止设备实现高频性能。为了减少寄生电容,我们建议如果插入一个小说gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁层之间的金属和源/漏门。寄生电容的有效介电常数是因此降低,介质厚度增加,导致寄生电容小。此外,InGaAs mosfet遭受高流失泄漏电流(gydF4y2Ba
18gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba
20.gydF4y2Ba],特别是门伸缩长度,由于结构隧穿效应引起的高电场门边缘向排水侧(gydF4y2Ba
21gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba
23gydF4y2Ba]。处理结构隧道问题,提出了不同的解决方案,包括添加更大的能带隙材料再生之间的通道和源/漏和降低信道之间的界面层的掺杂水平和再生的源/漏。在这里,我们提出一个新颖的方法来解决结构隧穿问题通过引入一个侧壁结构。插入的侧壁沿源/漏,电场会调制从而缓解泄漏问题。作为一个副作用,然而,如果插入gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba将扩大gate-to-source和gate-to-drain距离,从而提高源/漏访问阻力。另一个如果gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁结构“间隔2”当时提出避免访问阻力增加。gydF4y2Ba
3所示。模拟和分析gydF4y2Ba
设备模拟没有侧壁和两个不同的轮胎进行了使用基本InGaAs MOSFET结构,和三个不同的结构如图所示,分别在数字gydF4y2Ba
1(一)gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
1 (b)gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
1 (c)gydF4y2Ba。MOSFET的结构包括一个10纳米gydF4y2Ba0.53gydF4y2Ba遗传算法gydF4y2Ba0.47gydF4y2Ba作为在通道上gydF4y2Ba0.52gydF4y2Ba艾尔gydF4y2Ba0.48gydF4y2Ba作为缓冲层,可使衬底上生长。薄的再生的源/漏由输入层和一个70纳米高掺杂InGaAs层。7海里高频振荡器gydF4y2Ba2gydF4y2Ba层被用作高gydF4y2Ba
kgydF4y2Ba
栅氧化层以及门之间的绝缘层接触和再生的源/漏接触。两个侧壁结构进行了研究:一个是一个正常的侧壁沿输入/ InGaAs方面,这是表示“间隔1”,如图gydF4y2Ba
1 (b)gydF4y2Ba,另一种是一种新颖的“暗线”沿着InGaAs侧侧壁,扩展输入头对齐,这表示“间隔2”,如图gydF4y2Ba
1 (c)gydF4y2Ba。基本的仿真模型,如“BGN”(能带缩小模型),包括“级”(Lombardi模型gydF4y2Ba
NgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
TgydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
EgydF4y2Ba
影响),和“SRH”(Shockley-Read-Hall模型)被使用,和侧壁处理损坏是不被认为是在模拟。gydF4y2Ba
InGaAs MOSFET结构没有侧壁(a), (b)与侧壁间隔1和(c)与侧壁Atlas仿真的“间隔2”。gydF4y2Ba
电场仿真结果没有侧壁和Si设备gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁是如图gydF4y2Ba
2(一个)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba
2 (b)gydF4y2Ba,分别。最高的电场被发现在门口边向外流。比较两种结构,设备与侧壁有一个较小的电场(4.4gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba7gydF4y2BaV /比设备没有侧壁(4.8厘米)gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba7gydF4y2BaV /厘米),有利于减少排放泄漏电流。从传输特性如图gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba,黑色的曲线代表了设备没有间隔,蓝色曲线代表了设备与“间隔1”和粉色曲线代表了设备与“间隔2”;设备与侧壁间隔1”降低了排水泄漏电流超过2订单比没有侧壁从10gydF4y2Ba−8gydF4y2Ba一到十gydF4y2Ba−10gydF4y2Ba,虽然流失饱和电流泄漏是由于访问阻力增加gydF4y2Ba
RgydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
诱导的侧壁,在插入的图在图表示gydF4y2Ba
1(一)gydF4y2Ba。侧壁间隔2”显示几乎相同的传输特性,如果没有侧壁,因为如果gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba延长可使排水层的顶部,和它的电场调制能力由输入层筛选。寄生电容仿真结果如图gydF4y2Ba
4 (b)gydF4y2Ba,坚实的曲线代表的集合gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
价值观和打开曲线代表的集合gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
值,表明gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
显著降低从3吗gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba−15gydF4y2BaF /gydF4y2Ba
μgydF4y2Ba米1gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba−15gydF4y2BaF /gydF4y2Ba
μgydF4y2Ba如果米的gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁根据gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
ɛgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
ɛgydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
,在那里gydF4y2Ba
ɛgydF4y2Ba侧壁的介电常数,gydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
介质厚度。硅的介电常数gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba要小得多(gydF4y2Ba
kgydF4y2Ba
= 4 - 7)比高频振荡器gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(gydF4y2Ba
kgydF4y2Ba
= 16 - 22),这增加了寄生电容的有效介电常数。此外,10 nm Si的插入gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba加起来的总介质厚度,从而进一步降低了寄生电容。侧壁间隔2”显示寄生电容略高于侧壁间隔1”因为只有埋地部分沿着InGaAs源/漏侧侧壁,,只存在高gydF4y2Ba
kgydF4y2Ba
高频振荡器gydF4y2Ba2gydF4y2Ba在栅电极和InP源/漏。图gydF4y2Ba
4(一)gydF4y2Ba显示,获得仿真结果,坚实的曲线代表电流增益集gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
21gydF4y2Ba
价值观和打开曲线代表的单边功率增益gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
值,截止频率的gydF4y2Ba
fgydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
和最大的振荡频率gydF4y2Ba
fgydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
可以提取。而电流增益较小的设备与侧壁间隔1”由于其高访问阻力和较小的跨导(gydF4y2Ba
fgydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
πgydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
)gydF4y2Ba
),设备的单边功率增益与侧壁间隔1”赶上没有井壁由于减少了gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
和增加电容的影响(gydF4y2Ba
fgydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
≈gydF4y2Ba
(gydF4y2Ba
fgydF4y2Ba
tgydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
8gydF4y2Ba
πgydF4y2Ba
RgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
)gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
)。设备与侧壁间隔2”显示电流增益和单边功率增益最高的三个结构自嵌入侧壁帮助有效地降低寄生电容虽然勉强加起来获得耐药性。gydF4y2Ba
电场模拟InGaAs MOSFET没有侧壁(a)和(b)侧壁间隔1。”gydF4y2Ba
(一)gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
VgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
和(b)gydF4y2Ba
日志gydF4y2Ba
gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
VgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
InGaAs MOSFET的特点与侧壁间隔1”“间隔2”,没有侧壁。gydF4y2Ba
(一)电流增益,单边功率增益与频率(固体:电流增益gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
21gydF4y2Ba
;开放:单边功率增益gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
),(b)寄生参数gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
与频率(固体:gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
;开放:gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
)InGaAs MOSFET的侧壁间隔1”“间隔2”,没有侧壁。gydF4y2Ba
厚度的影响“间隔1”和“间隔2”的轮胎进行了研究,验证了从2到10 nm。的gydF4y2Ba
日志gydF4y2Ba
gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
VgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
特征“间隔1”是图所示gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba不同的硅gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba井壁厚度,黑色曲线代表了设备间隔1 2 nm,间隔1的红色曲线代表了设备4海里,绿色曲线代表了设备间隔1 6海里,蓝色曲线代表设备间隔1 8纳米,和粉色曲线代表了设备间隔10 nm的1。观察到排水管泄漏电流是改善从10gydF4y2Ba−8gydF4y2Ba一个3gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba−10gydF4y2Ba一个1gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba−10gydF4y2Ba一个和7gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba−11gydF4y2Ba一个4gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba−11gydF4y2Ba一个随着SigydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba厚度。这可能是由于有效电场调制在大门边向外流,Si的使用gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁。电流增益和单边功率增益如图gydF4y2Ba
6(一)gydF4y2Ba。电流增益和单边功率增益与硅厚度的增加略有下降gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁。这可以解释,在井壁厚度增加2到10 nm,侧壁诱导阻力导致增加访问跨导退化,它占领了从2.2 fF /减少寄生电容gydF4y2Ba
μgydF4y2Ba1.8 m, fF /gydF4y2Ba
μgydF4y2Ba1.6 m, fF /gydF4y2Ba
μgydF4y2Ba1.4 m, fF /gydF4y2Ba
μgydF4y2Ba1.3 fF / mgydF4y2Ba
μgydF4y2Ba米,如图gydF4y2Ba
6 (b)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
日志gydF4y2Ba
gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
VgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
InGaAs MOSFET的特点与侧壁间隔1”从2到10 nm厚度变化。gydF4y2Ba
(一)电流增益,单边功率增益与频率(固体:电流增益gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
21gydF4y2Ba
;开放:单边功率增益gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
),(b)寄生参数gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
与频率(固体:gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
;开放:gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
)InGaAs MOSFET的侧壁间隔1从2到10 nm厚度变化。gydF4y2Ba
同样的厚度变化进行研究侧壁间隔2,如图gydF4y2Ba
7gydF4y2Ba,其中黑色曲线表示设备间隔2 2 nm,红色曲线代表设备间隔2 4海里,绿色曲线代表了设备间隔2 6海里,蓝色曲线代表设备间隔2 8纳米,和粉色曲线代表了设备间隔10 nm的2。可以看出,”如果间隔2》gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁厚度几乎影响了排水管泄漏电流,因为扩展输入层阻止了侧壁诱导抗性增加的访问。如如图所示gydF4y2Ba
8(一个)gydF4y2Ba、电流增益和单边功率增益与隐藏式侧壁厚度增加,这主要是由于从2 fF /减少寄生电容gydF4y2Ba
μgydF4y2Ba1.5 fF / mgydF4y2Ba
μgydF4y2Bam恒定传输特性,如图gydF4y2Ba
8 (b)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
日志gydF4y2Ba
gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
VgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
InGaAs MOSFET的特点与侧壁“间隔2”从2到10 nm设计厚度变化。gydF4y2Ba
(一)电流增益,单边功率增益与频率(固体:电流增益gydF4y2Ba
HgydF4y2Ba
21gydF4y2Ba
;开放:单边功率增益gydF4y2Ba
UgydF4y2Ba
),(b)寄生参数gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
与频率(固体:gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba
;开放:gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
)InGaAs MOSFET的侧壁间隔2厚度变化从2到10 nm设计。gydF4y2Ba
4所示。提出了设备处理gydF4y2Ba
提出了井壁结构显示承诺根据设备电气特性模拟。没有如果InGaAs MOSFET结构gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁,如果gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁间隔1”和SigydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁间隔2”可以使用主处理的步骤如图gydF4y2Ba
9gydF4y2Ba,这是符合正常的设备制造。外延层是由分子束外延(MBE),由InP衬底,InAlAs缓冲层,InGaAs频道,并输入从底部到顶部盖层。假门使用消极抵抗HSQ起初图案定义门长度(步骤(1));然后,高ngydF4y2Ba+gydF4y2Ba掺杂InGaAs源/漏再生进行了使用金属有机化学气相沉积(金属)(步骤(2))。在那之后,HSQ被移除。“间隔1”结构,可使盖层是蚀刻后HSQ(步骤(3 b)),同时可使保护层一直“间隔2”结构(步骤(3 c))。之间的刻蚀选择性输入和InGaAs可以使用基于盐酸的化学控制的解决方案,如图gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba,一个说明性的输入模式被完美的装配式InGaAs表面湿蚀刻。如果gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba当时沉积使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD) "和蚀刻用反应离子刻蚀(RIE)形成侧壁沿结构的S / D(步骤(4 b)和c (4))。实验如果gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁获得使用这种技术,如图gydF4y2Ba
11gydF4y2Ba,一个垂直的SigydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba可以观察到沿InGaAs一边。之后,高收入gydF4y2Ba
kgydF4y2Ba
栅氧化层实现了使用原子层沉积(ALD) (NH之后gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba表面处理为“间隔1”结构(步骤(5 b)),而高gydF4y2Ba
kgydF4y2Ba
后沉积InP帽蚀刻“间隔2”结构(步骤(5 c))。门金属然后进行源/漏金属模式紧随其后。在论文中可以找到类似的设备处理(gydF4y2Ba
24gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
25gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba
提出设备制造步骤“间隔1”和“间隔2”结构(步骤(1)和(2)是常见的处理步骤,步骤b (3), (4 b),和(5 b)是“间隔1”的处理步骤,和步骤(3 c) (4 c),和(5 c)是“间隔2”处理步骤)。gydF4y2Ba
扫描电镜图像的选择性InP InGaAs表面腐蚀。gydF4y2Ba
扫描电镜的图像如果gydF4y2Ba3gydF4y2BaNgydF4y2Ba4gydF4y2Ba侧壁沿InGaAs意识到一边。gydF4y2Ba