垂直晶体管的沟道长度取决于半导体厚度,该晶体管对于新一代电子设备的开发非常具有有价值。传统的平面晶体管是分层构建的,并且所有连接都在同一平面上,与传统的平面晶体管不同,垂直晶体管可能更便宜,且更容易制造。
到目前为止,创建具有短沟道长度的垂直器件仍然具有很高的挑战性,这主要是由于高能金属化工艺会对接触区造成损坏。因此,确定突破短沟道垂直晶体管制造技术是实现这些器件大规模生产的关键步骤。
中国湖南大学的研究人员宣布,使用一种低能量范德华金属集成技术制造出了具有短沟道长度的二硫化钼 (MoS2) 垂直晶体管。发表在 Nature Electronics上的一篇论文中概述了这种技术,使用该技术能够创建通道长度低至一个原子层的垂直晶体管。
研究人员在论文中写道:“我们已经证明可以使用低能范德华金属集成技术来创建沟道长度低至一个原子层的二硫化钼 (MoS2) 垂直晶体管。该方法使用机械层压并转移到 MoS2/石墨烯垂直异质结构顶部的预制金属电极,导致垂直场效应晶体管的开关比分别为26和103,沟道长度分别为0.65nm 和3.60nm。”
湖南大学的研究人员在一系列测试和实验中评估了该垂直场效应晶体管的性能,并且使用了扫描隧道显微镜技术,在低温下收集了电测量值。利用扫描隧道显微镜和低温电学测量结果,证明了电性能的改善是高质量金属-半导体界面的结果,这种界面具有最小化的直接隧道电流和费米能级钉扎效应。
在初步评估中,基于 MoS2的垂直晶体管取得了非常有希望的结果。与之前的具有短沟道长度的垂直器件相比,表现出明显更好的电气性能。
这组研究人员开发的新型垂直晶体管最终可以制造具有更短栅极长度的新型电子器件。该金属集成技术也可以被其他团队用来创建具有不同沟道长度的类似垂直晶体管。
此外,最近论文中提出的集成方法还可以应用于其他层状材料,例如二硒化钨和二硫化钨,这将使其他亚3纳米p型和n型垂直晶体管的制造成为可能。
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原文来源:
https://techxplore.com/news/2021-06-molybdenum-disulfide-vertical-transistors-channel.html
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