InGaAs纳电子学的进展

InGaAs HEMT器件和纳米加工技术的结合推动了InGaAs纳电子学的发展,在太赫兹和后CMOS逻辑电路两大领域产生重要影响。综述了InGaAs纳电子学近10年在两大领域的发展路径和最新进展。在太赫兹领域,InGaAs纳电子学以InGaAs HEMT发展为主,沿着提高沟道In组分、缩小T型栅长、减少势垒层厚度和寄生电阻的技术路线发展。InGaAs太赫兹单片集成电路(TMIC)的工作频率达到1 THz,成为目前工作频率最高的晶体管。在后CMOS逻辑电路领域,InGaAs纳电子学以InGaAs MOSFET发展为主,沿着提高复合量子阱沟道中的In组分、缩小平面器件结构中的栅长、缩小立体器件结构中的鳍宽、减少埋栅结构中复合高k介质栅厚度、减少寄生电阻和在大尺寸Si晶圆上与Ge MOSFET共集成的技术路线发展。鳍宽为30 nm的InGaAs FinFET的亚阈值斜率(SS)为82 mV/dec,漏感生势垒降低(DIBL)为10 mV/V,最大跨导(g_(m,max))为1.8 mS/μm,导通电流(I_(ON))为0.41 mA/μm,关断电流(I_(OFF))为0.1μA/μm,其性能优于同尺寸的Si FinFET,具有成为后CMOS的7 nm节点后替代NMOSFET器件的潜力。