Objectif
The current trend in microelectronics points towards a further scaling-down of semiconductor devices to nanometre-scale dimensions. This trend is driving the continuing development of micro- and nanofabrication techniques. However, understanding is lacking of electron-transport phenomena in these very small device structures.
The aim of the NANOFET Action was to undertake a systematic investigation of the behaviour of nanometre-scale field-effect transistors. The GaAs-based HFET has been selected for investigation because parasitic phenomena affecting electron transport are minimised in this device. The results expected from this Action will be a major step towards understanding the relationships between the observed device characteristics and the underlying physical phenomena which determine electron transport.
The performance and physical limits of heterostructure field effect (HFET) transistors scaled down to ultrasubmicron dimensions were studied. The main focus is on horizontal electron transport in nanometre scale field effect transistors. The new technologies and methodologies needed to simulate, fabricate and characterize these very small devices were also developed. The results should allow guidelines to be drawn up for the next gneration of HFETs for information technology applications.
The main results of the research have been the following:
fabrication of high performance HFET transistors with gatelength below 0.1 micron and submicron source drain distance;
extensive simulation (1-dimensional and 2-dimensional) of nanometre scale HFETs, using Monte-Carlo and hydrodynamic models;
development of advanced microwave characterization models and techniques for HFETs, both at ambient and at cryogenic temperatures;
development of models and techniques for electrooptic sampling of electron transit times in HFET devices.
APPROACH AND METHODS
-Epitaxial layers. Both AlGaAs/GaAs and strained AlGaAs/InGaAs layers were grown on GaAs by molecular beam epitaxy (MBE). Various layer structures were compared and the vertical dimensions optimised with respect to the horizontal scale of the device. -Device processing. The smallest devices have a nanometre gate-length and a submicron source-drain gap. To fabricate the gate, e-beam-based nanolithography was being used. The fabrication of source, drain and channel regions involves both standard and ad vanced processing steps such as dry-etched gate recess and epitaxial ohmic contacts.
-Device simulation. Monte Carlo techniques were used to investigate electron transport in very small two-dimensional structures.
-Electrical characterisation. Complete HF characterisation was performed on-wafer, using the proper de-embedding techniques. Small-signal parametric models are under development.
-Electro-optic sampling. In order to study transient transport in very small devices, electro-optic sampling techniques were developed with femtosecond laser excitations.
PROGRESS AND RESULTS
The main results of the Action have been the following:
-fabrication of high performane HFET transistors with gatelength below 0.1 micron and submicron source-drain distance
-extensive simulation (1D and 2D) of nanometer scale HFET's, using Monte-Carlo and hydrodynamic models
-development of advanced microwave characterization models and techniques for HFET's, both at ambient and at cryogenic temperatures
-development of models and techniques for electro-optic sampling of electron transit times in HFET devices
POTENTIAL
Although the major aim of the consortium is still to obtain fundamental physical information on very small HFET's, the industrial implications of this work have become increasingly clear during the second year. The combination of simulation, processing and characterisation techniques developed in this project has resulted in "classical" devices with record performances. In order to further exploit these results, links have been established with the ESPRIT GIANTS consortium which is carrying out applications-oriented work on submicron HFETs. Collaborative actions between the two Actions have been planned on selected topics.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
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- sciences naturelles sciences physiques électromagnétisme et électronique dispositif à semiconducteur
- sciences naturelles sciences physiques électromagnétisme et électronique microélectronique
- sciences naturelles sciences physiques optique physique des lasers
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
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Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
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Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Données non disponibles
Coordinateur
3030 Heverlee
Belgique
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.