纳米技术新进展 | InAs 纳米线立式环栅场效应晶体管

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半导体技术最重要的器件之一场效应晶体管 (FET) 的尺寸不断等比例缩小、同时性能不断提高是硅基半导体技术得以按摩尔定律发展到现在的一个主要手段。当前FET的沟道长度已经缩小到几个纳米，面临诸多物理极限和技术极限。FET的进一步发展，不得不考虑三维立式器件结构和用高迁移率材料替代硅做沟道的可能。

三维立式环栅器件的环形栅结构可以实现最好的栅控；其立式结构可突破二维平面排布的限制，有望在单位面积里实现更高的器件密度。砷化铟 (InAs) 电子迁移率远高于硅，且很容易和金属形成欧姆接触，是高性能电子器件的重要沟道材料。但是，由于立式环栅器件制备工艺非常复杂，国际上只有几个研究组报道了 InAs 纳米线立式环栅器件。

北京大学陈清教授团队与中国科学院半导体研究所杨涛研究员团队经过 5 年多的艰苦努力，发展了自己的器件制备方法，在国内率先制备成功了 InAs 纳米线立式环栅场效应晶体管。

  该器件中沟道是用无金属催化的 MOCVD 制备的 InAs 纳米线，可以更好地与硅工艺兼容；

  在图形化的硅基底上直接生长纳米线，比瑞典隆德大学 (Lund University) 研究组先制备 III-V 族薄膜的方法有更广泛的适用性；

  器件的源、漏和栅电极都采用图形化的金属电极，克服了日本北海道研究组用整个硅片做底电极带来的不利寄生效应。

该团队基于直径约 90 纳米的 InAs 纳米线制备的典型立式环栅 FET 的开态电流达到了 37 μA/μm、开关比超过 3 个量级；还研究了退火处理对器件性能的影响，并指出了进一步提高器件性能的努力方向。

Science China Information Sciences 最新录用文章 "All-metal electrodes vertical gate-all-arounddevice with self-catalyzed selectrive grown InAs NWs array" 报道了这一研究成果。

更多详情请阅原文：

All-metal electrodes vertical gate-all-around device with self-catalyzed selective grown InAs NWs array

Tong LI, Wenyuan YANG, Yuxiang HAN, Xianghai JI, Tao YANG, Qing CHEN

Sci China Inf Sci, 2017, just accepted

doi: 10.1007/s11432-017-9305-x

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