3纳米MoS2垂直晶体管问世

近日,湖南大学研究团队成功制备出了超短沟道的二硫化钼(MoS2)垂直场效应晶体管(VFET),其厚度小至3纳米,沟道长度约0.65纳米,几乎只有一个原子的大小,能在很大程度上提高芯片的性能。

沟道是指MOS管中源区和漏区之间的一薄半导体层。一般来说,沟道长度越短,芯片的集成度越高,性能越好,功耗越低,开关的速度越快。MOS管是指金属氧化物半导体场效应晶体管。
3纳米MoS2垂直晶体管问世图片

然而,受短沟道效应、传统高能金属沉积技术、高精度光刻技术等因素限制,要想把沟道长度降低到10nm以下极为困难。“功夫不负有心人”,现今湖南大学研究者总算把这个数值降到了0.65nm。

简单来说,研究人员采用了低能量的范德华(vdW)金属电极集成方法,以MoS2作为半导体沟道的薄层,然后将预制备的金属电极物理层,压到二硫化钼沟道的顶部,即可得到MoS2垂直晶体管。该方法不仅大大推动了晶体管器件的缩放极限,而且还保留二维半导体的晶格结构和固有特性,形成原子级别平整的金属-半导体界面,以减少隧穿电流。

3纳米MoS2垂直晶体管问世图片

研究表明,在垂直晶体管沟道长度为0.65nm和3.6nm的情况下,仍可以实现26和1000的开关比,可见开关比性能提升了两个数量级。虽然超短沟道使得开关比有所下降,但是低温电学测试表明,这种晶体管仍保持了电子发射为主导的特性。

另外,研究者还将这种方法应用于二硒化钨、二硫化钨等层状半导体,都实现了3nm以下厚度的垂直场效应晶体管。该研究成果已以“Transferred van der Waals metal electrodes for sub-1-nm MoS2 vertical transistors”为题发表在《Nature Electronics》上。

评论被关闭。

联系地址:福建省厦门市软件园二期望海路25号3楼;邮编:361008 © 1997 - 2024 中钨在线版权所有,未经允许禁止转载 闽ICP备05002525号-1

电话:0592-5129696,0592-5129595;电子邮件:sales@chinatungsten.com

旧版