韓國和日本的一個研究小組研發(fā)了一款場效應(yīng)晶體管（FET），截止頻率為738GHz，宣稱不管在任何材料系統(tǒng)中，這是目前獲得的最高截止頻率。韓國慶北大學(xué)（KNU），蔚山大學(xué)和韓國量子半導(dǎo)體國際有限公司以及日本NTT器件技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的研究成果在2020年底的國際電子器件會議（IEDM）上進(jìn)行了在線展示。

　　該小組認(rèn)為，復(fù)合銦鎵砷化物（InGaAs）量子阱（QW）通道結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)記錄頻率的高電子遷移率晶體管（HEMT）。738GHz的截止頻率與先前截止頻率為710GHz的InGaAs HEMT相比，后者的最大振蕩頻率（fmax）超過1THz（1000GHz），但是新設(shè)備僅達(dá)到492GHz。

　　高截止頻率和低源電阻的組合具有實(shí)現(xiàn)更低噪聲性能的潛力，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為InGaAs器件對于未來電子產(chǎn)品（例如量子計(jì)算和5G部署等）非常重要。

　　研究人員將器件與復(fù)合量子阱通道和更常規(guī)的In0.7Ga0.3As通道進(jìn)行了比較。該材料在3英寸磷化銦（InP）襯底上生長。緩沖液由200nm In0.52Al0.48As組成。上層在勢壘和重?fù)诫s多層蓋之間包含一個3nm InP蝕刻停止層。

　　在3x10¹² / cm2的二維電子氣（2DEG）濃度下，霍爾遷移率測量顯示復(fù)合通道的遷移率增加到13,500cm² / V-s，而傳統(tǒng)通道的遷移率增加到10,500cm² / V-s。在HEMT中，有效遷移率僅在13,200cm² / V-s時受到輕微影響。柵極下的平均電子速度為6.2x10⁷cm / s。

　　制成的HEMT具有鈦/鉬/鈦/鉑/金歐姆源/漏極觸點(diǎn)，其尺寸可縮小至0.8μm。二氧化硅（SiO₂）用于制造凹陷的鉑/鈦/鉑/金T型門。柵極長度（Lg）低至19nm。

　　fT/fmax值分別由在738GHz和492GHz處的1到5之間的測量確定。參考常規(guī)信道HEMT達(dá)到了540GHz和458GHz的相應(yīng)值。漏極-源極偏壓（VDS）為0.5V。

　　研究人員評論說：“就我們所知，具有復(fù)合溝道的Lg=19nm器件產(chǎn)生的fT比在任何材料系統(tǒng)中FET中產(chǎn)生的都高。結(jié)合271Ω-μm的導(dǎo)通電阻和2.5μS/μm的峰值跨導(dǎo)等功能，該器件出色結(jié)合了直流和高頻特性。”