III-V材料可通過分子束外延（MBE）在磷化銦（InP）襯底上生長。溝道區(qū)是砷化銦鎵（InGaAs）勢壘中的砷化銦（InAs）量子阱。這導(dǎo)致25μm柵長（LG）“長溝道”晶體管實(shí)現(xiàn)了7950cm2/V-s的有效遷移率，而使用InGaAs溝道的類似晶體管的有效遷移率為5550cm2/V-s。

　　使用250°C原子層沉積（ALD）氧化鋁（Al₂O₃）作為結(jié)合層和掩埋氧化物（BOX），將材料翻轉(zhuǎn)并晶圓粘結(jié)到硅上。該結(jié)合包括氧等離子體活化和在200℃下在真空中的結(jié)合。用各種酸性混合物除去InP生長襯底和蝕刻停止層，得到絕緣體上InGaAs（InGaAs-OI）晶片。

　　晶體管的制造始于用磷酸、過氧化氫和水的混合物進(jìn)行臺面蝕刻。源極/漏極使用非合金鉬/金的歐姆接觸。通過光刻，檸檬酸柵極凹槽蝕刻以及鉑/鈦/金的電子束蒸發(fā)形成了LG為125nm的T形柵極。T頭的寬度為400nm。源極-漏極距離為1.7μm。處理溫度被限制為小于250℃。

　　125nm LG“短通道”器件的亞閾值擺幅在漏極偏置為0.05V和0.5V時(shí)分別為63.7mV/十倍和62.1mV/十倍。這些值接近~60mV /十年的理論極限。相應(yīng)的開/關(guān)電流比為105和106。峰值跨導(dǎo)和最大漏極電流分別為0.5S/mm和650mA/mm。

　　研究人員說，柵極泄漏小于10nA/μm，這主要?dú)w因于厚的In_0.52Al_0.48As勢壘（15nm）和隔離層（3nm）。

　　估計(jì)源電阻為的475.5Ω-μm。研究人員認(rèn)為，其中約有78％可以追溯到厚的阻擋層，希望在以后可以減少這種阻擋層。

　　使用1-40GHz范圍內(nèi)的測量來表征頻率性能。使用合適的測試結(jié)構(gòu)評估了寄生元件的影響，并對其進(jìn)行了修正，以給出“去嵌入”的結(jié)果：截止頻率（f_T）為227GHz，最大振蕩頻率（f_MAX）為187GHz。

　　研究人員表示，在給定LG大于100nm的情況下，這些值是M3D RF晶體管中報(bào)道的最高值。

　　f_MAX相對較低歸因于較大的寄生柵極電阻。通過調(diào)整T形柵極結(jié)構(gòu)和優(yōu)化的后退火工藝，可以進(jìn)一步改善我們在Si上的InGaAs-OI HEMT的f_MAX。研究人員還研究了其他小組的科學(xué)文獻(xiàn)，該團(tuán)隊(duì)希望能夠通過各種技術(shù)來改善RF性能，從而改善當(dāng)前結(jié)果。

　　該團(tuán)隊(duì)還對堆疊在硅電路上的III-V器件進(jìn)行了仿真。研究人員特別關(guān)注底部器件電極和金屬線的背柵效應(yīng)，尤其是在使用接地層減少頂層和底層之間的串?dāng)_時(shí)。已發(fā)現(xiàn)這些背柵效應(yīng)嚴(yán)重影響RF性能，但通過使用較厚的層間電介質(zhì)（ILD）層可以減少寄生電容，從而可以改善這些背柵效應(yīng)。