中国科学院微电子所在新型纳米环栅CMOS工艺与器件技术方面获进展

集微网消息，近日，中国科学院微电子研究所先导中心研究员殷华湘团队基于主流GAA晶体管的制造工艺，在体硅衬底上通过调整SiGe/Si叠层外延中底部SiGe层的Ge含量，并在后栅沟道中采用纳米级高选择比SiGe层刻蚀技术，设计并制备出沟道结构类似鱼骨状的GAA器件。

相比同类型的树型（Tree-like）GAA器件（TreeFET），该研究设计的FishboneFET进一步改善N型与P型器件的电学性能失配问题，并利用单一功函数金属栅材料实现面向CMOS器件的阈值调控，解决FishboneFET晶体管在CMOS集成中的关键问题。基于上述创新技术，科研团队研制出兼容主流GAA器件工艺的CMOS FishboneFET和TreeFET器件，获得高的N/PFET器件电流开关比，在单一功函数金属栅下获得更为平衡的N型与P型GAA器件驱动性能匹配。

研究发现，N型TreeFET和FishboneFET在抑制短沟道器件的漏致势垒降低（DIBL）效应上更具优势，且TreeFET较FishboneFET具有更低的DIBL效应。科研团队提出应变SiGe nano-fin中的价带补偿理论，解释了新结构中的特殊电学效应，为新型GAA晶体管导入高性能CMOS集成电路应用建立了关键技术路径。

相关研究成果发表在《电气和电子工程师协会电子器件快报》；研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项（A类）和国家自然科学基金等的支持。