IBM开发出兼容CMOS的应变锗技术

IBM开发出兼容CMOS的应变锗技术

     （华强电子世界网讯） IBM通过在锗沟道中采用应变锗（向晶体管沟道施加压力，以提高载流子迁移率）技术，开发成功了兼容CMOS技术的生产技术。可以不影响nMOS、只将采用锗沟道的nMOS的迁移率提高到采用普通硅沟道的pMOS的3倍左右。锗沟道的加工只需在CMOS技术的基础上略加工序即可。该技术已在2004年12月13日于美国旧金山召开的元器件技术国际会议“IEDM 2004（2004年国际电子器件会议）”上发表。
    
    　　一般情况下，如果晶体管的沟道部分使用锗，与硅沟道相比，pMOS和nMOS均可提高载流子的迁移率。如果在上述锗沟道中向pMOS施加压力，就可以进一步提高空穴的迁移率。一般来说，应变技术尽管有望成为提高90nm级以下晶体管驱动能力的手段之一，但是由于与在pMOS和nMOS上应该施加应力的方向相反、需要分别增加其他的工序，所以存在利用普通CMOS技术难以生产的课题。
    
    　　此次IBM开发成功的应变锗按以下步骤生产。首先，需要准备具有锗成分占30%的硅锗层的SGOI（SiGe on Insulator）底板。然后，将SGOI底板的nMOS部分进行遮罩（Masking），随后，让锗只在pMOS部分生成、从而形成应变锗。锗沟道一旦形成后，便可利用与普通CMOS技术相同的工艺来生产。在锗的生成方面，分别使用了超高真空CVD法及局部热混（TM）法。
    
    　　采用此次技术的晶体管的驱动能力，分别相当于采用超高真空CVD法和TM法的普通硅沟道的3倍和2.5倍。另外，晶体管的开关特性——“S-因子”与普通硅沟道型晶体管的125mV/dec相比，通过TM法形成的应变锗则改善到了98mV/dec。这样，阈值电压绝对值比硅沟道型晶体管低300mV左右，只有0.36V。另外，沟道长度均为10μm。