硅基III-V族纳米线选区横向生长及其高迁移率3D晶体管研究

项目名称： 硅基III-V族纳米线选区横向生长及其高迁移率3D晶体管研究

项目编号： No.61376096

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 韩伟华

作者单位： 中国科学院半导体研究所

项目金额： 90万元

中文摘要： 硅基III-V族材料水平沟道高迁移率晶体管非常适合基于平面工艺的高速逻辑电路发展需求。In(Ga)As材料是电子迁移率最高的窄带系III-V族半导体材料之一，并且In(Ga)As纳米线在硅衬底上能够克服大的晶格失配实现高晶体质量生长，因此硅基横向In(Ga)As纳米线结构晶体管可为低成本、低功耗、高速的集成电路芯片提供新的构造途径。本项目提出在SOI材料上利用一种新的侧壁图形选区横向生长技术实现硅纳米线与In(Ga)As纳米线的异质结桥接结构。在此基础上，完成In(Ga)As纳米线的介质层保护和电极结构的制备，制作出金属多栅结构硅基In(Ga)As纳米线高迁移率3D晶体管。最后，通过对器件的C-V特性、伏安特性、迁移率等参数的电学性能研究，实现器件开关电流比大于1000，亚阈值摆幅小于100mV/dec。硅基In(Ga)As纳米线晶体管能够用于THz光子探测、高灵敏度气体传感以及光电响应。

中文关键词： SOI图形衬底；III-V纳米线；水平选区生长；表面态；纳米器件

英文摘要： Silicon-based horizontal III-V channel high electron mobility transistors (HEMT) are very suitable for high-speed logic circuit fabricated by planar semiconductor processing. In(Ga)As material is one of highest-mobility III-V group materials with narrow b

英文关键词： Patterned silicon-on-insulator substrate；III-V nanowires；Selective latteral growth；Surface states；Nanoscale devices