Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Fabrication and characterization of gate last Si MOSFETs with SiGe source and drain
KTH, School of Information and Communication Technology (ICT).
2017 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The continuous evolution of digital technology we enjoy today is the result of ever shrinking, faster and cheaper transistors that make up the ubiquitous integrated circuits of our devices. Over the decades, the industry has gone from purely geometrical scaling to innovative solutions like high-k dielectrics combined with metal gates and FinFETs. A possible future is the use of high mobility materials such as Germanium for the active areas of a transistor instead of Silicon. As a step towards building devices on Ge, we characterize a gate last process with epitaxial deposition of Si0.75Ge0.25 source and drain areas on bulk Si wafers. Devices fabricated are proof-of-concept PMOSFETs and NMOSFETs with channel widths of 10 µm and 40 µm and channel lengths between 0.6 µm and 50 µm. The gate electrode of the fabricated devices is insitu doped polycrystalline Silicon. The devices are electrically characterized through I-V measurements and exhibit a yield of 95%.

Abstract [sv]

Den konstanta utvecklingen av digital teknik som vi åtnjuter idag drivs av den ständiga utvecklingen av transistorer. Dessa blir mer kompakta, snabbare och kostar mindre för varje generation och bygger upp de integrerade kretsar som driver all vår vardagsteknik. Under ett tidsspann på flera decennier har krympningen gått från enbart geometrisk skalning till mer innovativa lösningar. Gate-oxiden har gått från rent kiseldioxid till material med lägre relativ permittivitet vilket möjliggjort en tunnare ekvivalent elektrisk tjocklek än vad som varit möjligt för kiseloxid. FinFet eller så kallade ’tri-gate’ transistorer har ersatt den plana varianten för att öka den ledande arean utan att enheterna sväller ut över substratet. En framtida möjlighet är även att använda material med högre mobilitet för elektroner och hål än kisel där en möjlig kandidat är Germanium.

Som ett steg mot målet at bygga Germanium-transistorer tillverkar vi här gate last transistorer med source och drain i in-situ dopad kisel-germanium. Dessa konceptenheter används för att definiera och utveckla tillverkningsprocessen och tillverkas i flera omgångar. Varje skiva innehåller transistorer med en bredd på 40 µm och 10 µm. Kanallängden på transistorerna går mellan 0.6 µm och 50

µm för båda bredderna och av varje enhet finns 101 stycken per kiselskiva (100 mm diameter).

Gate-elektroden består i samtliga fall av in-situ dopat poly-kristallint kisel. Enheterna karaktäriseras därefter genom elektriska mätningar och mätdata analyseras och sammanställs. Det visas genom dessa mätningar att ett utfall om över 95% fungerande enheter kan uppnås med processen.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , 60 p.
Series
TRITA-ICT-EX, 2017:121
Keyword [en]
MOSFET fabrication, gate last, SiGe source and drain, IDP gate, epitaxy
Keyword [sv]
MOSFET fabrication, gate last, SiGe source and drain, IDP gate, epitaxy
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-211547OAI: oai:DiVA.org:kth-211547DiVA: diva2:1129970
Subject / course
Microelectronics and Applied Physics; Microelectronics and Applied Physics
Educational program
Master of Science - Nanotechnology; Master of Science in Engineering - Electrical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-08-08 Created: 2017-08-08 Last updated: 2017-08-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4003 kB)35 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4003 kBChecksum SHA-512
c8d07fd3d3ed3a6d8b43b456e756341742998b0a89cf69aa5db2dfd27c57cbd6538450330a0a590558c6aa51e9d778b6a6120add140c9d6c0322b583a7b4fc9d
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Christensen, Björn
By organisation
School of Information and Communication Technology (ICT)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 35 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 90 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf