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Research advances on III-V MOSFET electronics beyond Si CMOS

机译：Si-CMOS以外的III-V MOSFET电子学的研究进展

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An overview is given on recent advances of science and devices of III-V based and Si MOS and MOSFET. Firstly, we have integrated molecular beam epitaxy (MBE) with atomic layer deposition (ALD) for the growth of excellent high-k dielectrics with abrupt interfaces, critical for further complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) scaling beyond the 45 nm node. Secondly, we showed that epitaxial yttrium-doped HfO_2 films on GaAs(100) have stabilized the cubic phase, and led to enhancement of k over 30. Thirdly, inelastic electron tunneling spectroscopy (IETS) was applied to probe the phonon modes and charge trappings within the high-K dielectrics. Fourthly, scaling of the high-K oxides approaching 1.0 nm capacitance equivalent thickness (CET) is achieved in a Ga_2O_3(Gd_2O_3)[CGO]/ In_(0.2)Ga_(0.8)As (InGaAs) gate stack that has undergone 850℃ rapid thermal annealing, and which has unpinned the surface Fermi level of the III-V semiconductor. Finally, we have demonstrated a self-aligned inversion-channel In_(0.53)Ga_(0.47)As MOSFETs made of Al_2O_3(2 nm)/GGO(7nm) gate oxide and TiN metal gate at 1-μmgate length, reaching a world record of drain current and transconductance.
机译：概述了基于III-V以及Si MOS和MOSFET的科学和器件的最新进展。首先，我们将分子束外延（MBE）与原子层沉积（ALD）集成在一起，以生长具有突变界面的出色的高k电介质，这对于进一步互补金属氧化物半导体（CMOS）扩展到45 nm以上的节点至关重要。其次，我们表明在GaAs（100）上外延掺杂Yf的HfO_2薄膜已经稳定了立方相，并导致k值超过30。第三，非弹性电子隧穿光谱（IETS）用于探测声子模式和电荷陷阱。在高K电介质中。第四，在快速经历了850℃的Ga_2O_3（Gd_2O_3）[CGO] / In_（0.2）Ga_（0.8）As（InGaAs）栅堆叠中，实现了接近1.0 nm电容等效厚度（CET）的高K氧化物定标。热退火，从而消除了III-V半导体的表面费米能级。最后，我们展示了由Al_2O_3（2 nm）/ GGO（7nm）栅极氧化物和TiN金属栅极制成的自对准反向沟道In_（0.53）Ga_（0.47）As MOSFET，栅极长度为1μm，创世界纪录漏电流和跨导。

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