Imec开发出用于纳米线晶体管的载流子分析的方法

在将来的纳米电子器件中，例如晶体管、传感器、太阳能电池等，半导体纳米线是一个最有可能的构造模块。以基于纳米线的隧道场效应晶体管（TFET）为例，由于其没有60毫伏/十倍程的亚阈值摆幅限制和短沟道效应，它被普遍认为是标准MOSFET的潜在后续技术。

      但是为了优化这种高性能器件的制造工艺，有必要充分了解活性掺杂（载流子）的分布。因此，imec的研究人员最近将HV-SSRM的适用性扩展到作为全集成纳米管晶体管的载流子分布的度量工具。

      通过将HV-SSRM应用到硅纳米线隧道FET，研究小组确认了一个直径相关的掺杂失活机理。这个机理只在小的三维结构中发生，并且不能被标准的工艺仿真工具预测到。可以通过实验和器件模拟来证实这个现象直接损害器件特性。这项技术的有效性已经通过观察纳米线上部的载流子分布与直径之间的依赖关系来证实。这个由倾斜的离子注入步骤得到的结果与工艺模拟完美吻合。

      扩展扫描电阻显微检查（SSRM）技术是一项独特的、将高空间分辨率（1-3纳米）和高灵敏度结合在一起的技术。SSRM技术基于原子力显微镜，于1994年由W. Vandervorst et al在imec发明。在过去的十年里，它已经演变成平面MOS晶体管载流子分析的首选方法。通过这项工作，imec将HV-SSRM应用到基于硅纳米线的隧道FET，证明其在半导体纳米线载流子分布研究中的有效性。这项技术同时展示了HV-SSRM能够揭示只存在于小的三维结构中而且不能通过综合性的实验来预测的物理现象。这些信息对将来基于纳米线的器件的研发而言是非常基本的。