【摘要】：H.J.Oh报道了在氧化硅上实现了生长砷化镓绝缘体，实现了在硅平台上生长的GaAs异质外延层，结合金属有机物化学气相淀积，成功地制作了InGaAs/HfO2的叠加结构，并规避了界面的费米能级钉扎的问题，NMOS场效应管比常规Si的快将近3倍。图5-72展示了利用GaAs为nMOS，Ge为pMOS的下一代硅基CMOS结构，有望成为下一代IC CMOS的首选电路单元。
互补型金属氧化物半导体场效应栅极长度接近10 nm以后，传统的CMOS缩放面临着根本性的限制。表5-6对比了几类相关半导体材料的电学资质。可以看到，由于GaAs系列的Ⅲ-Ⅴ化合物半导体的电子迁移率比硅材料要高出很多，所以有可能替代Si来制作nMOSFET，然而，Ⅲ-Ⅴ族MOSFET的挑战是：如何在硅的平台上集成高品质的GaAsⅢ-Ⅴ系列的沟道层材料，及其如何实现稳定的Ⅲ-Ⅴ/高k栅绝缘层界面，并且可以规避常见的费米能级钉扎现象。最近几年，薄膜的淀积技术有了长足的发展。H.J.Oh报道了在氧化硅上实现了生长砷化镓绝缘体，实现了在硅平台上生长的GaAs异质外延层，结合金属有机物化学气相淀积（MOCVD），成功地制作了InGaAs/HfO2的叠加结构，并规避了界面的费米能级钉扎的问题，NMOS场效应管比常规Si的快将近3倍。
而对于pMOS，由于锗硅异质结系列半导体的空穴迁移率比硅材料要高出很多，所以可用来替代Si制作pMOSFET。由于锗材料与硅材料的匹配较好，在硅的基底上制作锗硅系列的pMOS要相对的容易，M.T.Currie与张雪锋小组通过在高k介质和Ge表面引入HfO2/HfON叠层栅介质制作出的pMOS器件，有效迁移率可达到硅的两倍左右。图5-72展示了利用GaAs为nMOS，Ge为pMOS的下一代硅基CMOS结构，有望成为下一代IC CMOS的首选电路单元。
表5-6 几类半导体材料的电学性质(www.xing528.com)
图5-72 下一代可能的CMOS结构图
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