金氧半場效電晶體(MOSFET)是積體電路(IC)中最常見的半導體元件。MOSFET的通道和閘極堆疊之研究開發是實現高性能IC的關鍵技術。據文獻報導，SiGe超晶格(SL)通道可以增強MOSFET中的載子遷移率，因此本研究探討具有SiGe和類似SiGe SL通道的鰭式場效電晶體(FinFET)電特性，研究結果顯示，SL結構增強了具有SiGe通道的n型FinFET之電子遷移率，還實現了更高的導通電流和導通/關閉電流比。此外，通過在GeO₂界面層(IL)上進行氫電漿(H*)處理，可以在p基底Ge (pGe)金氧半(MOS)元件中同時實現低等效氧化層厚度和低閘極漏電流密度。研究發現GeO₂ IL中低氧化態的GeOx去除對pGe MOS元件的電特性有非常重要的影響。通過H*處理，具有高氧化態的GeO₂ IL改善了電特性和可靠性，因此，SiGe SL通道和經過H*處理的GeO₂ IL很有機會應用於實現高性能Ge MOS元件。

　　金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)是數位和類比電路中最常見的半導體元件，也是最常見的功率元件。它是第一個真正的小型電晶體，經由小型化和批量生產可以實現廣泛的應用，其縮小和微小化也一直在促進積體電路(IC)技術指數增長。MOSFET中需要具有高載子遷移率的通道和具有低等效氧化層厚度(EOT)的閘極介電層，以實現高性能IC。因此，通道和閘極堆疊工程的研究與開發是實現高性能IC元件最關鍵的製程技術。

　　鰭式場效電晶體(FinFET)已超越一般平面MOSFET元件而被廣泛應用，以遵循摩爾定律。然而，對於Si基材的FinFET技術，載子遷移率仍然是最重要的問題。由於Ge可以提供較Si高的載子遷移率，因此使用Si / Ge異質結構通道可以實現高性能MOSFET。但是由於Si / Ge異質結構通道很難在鰭型通道表面上磊晶成長，因此很少在FinFET上使用。磊晶矽鍺(Epi-SiGe)通道厚度如果大於其臨界厚度，則可能會在SiGe通道中產生缺陷。文獻指出，以SiGe超晶格(SL)結構用作MOSFET的元件通道，將獲得具有更少缺陷和更好界面品質的通道，因為SL結構中每個Epi-Si / Ge都非常薄，且低於Epi-Si / Ge臨界厚度，因此，SiGe SL通道可以提高MOSFET的載子遷移率；然而卻很少文獻報導SiGe在n型通道FinFET的應用。

　　除此之外，通過O₂後電漿氧化處理Ge金氧半(MOS)元件實現了低EOT，但是GeO₂界面層（IL）也可能限制了EOT的縮減。隨著EOT值縮小到0.6 nm，閘極漏電流密度(J_G)將十分高。與GeO₂相比，低氧化態的GeOx具有較小的能隙且可能使J_G增加。另外，當在Ge基底表面上沒有保留GeO₂ IL時，界面品質可能顯著降低或表面粗糙度增加，因此，GeO₂ IL工程是實現低EOT和J_G並提高Ge MOS元件界面品質的最關鍵製程。由於GeO₂是一種熱不穩定材料，很容易分解為GeOx（1 2 IL中氧化態（Ge⁺¹，Ge⁺²，Ge⁺³，Ge⁺⁴）的分佈不均勻，也就是具有低氧化態的GeOx鍵主要位於GeO₂ IL的頂部或底部區域，而具有高氧化態的GeOx分佈在GeO₂ IL的中間區域。因此使用氫電漿(H*)或氫氣處理來清潔Ge表面或去除自然生成的GeOx，在低功率和低溫環境下進行電漿處理，可以有效地去除自然生成的GeOx。首先將GeO₂熱生長為Ge MOS元件的IL，再通過H *處理，使GeO₂ IL變薄，並且同時去除IL頂部區域中具有低氧化態的GeOx。

　　總而言之，具有SiGe SL通道的FinFET元件顯示出更高的電子遷移率，以及導通電流和導通/關閉電流比。此外，在熱生長的GeO₂ IL上進行H*處理，可以同時實現低EOT，低J_G，低頻率分散，低邊界陷阱密度和更好的元件可靠性，也不影響磁滯和界面陷阱特性。因此，SiGe SL通道和GeOx IL上的H *處理將很有希望應用於高性能Ge MOS元件製程。