具有費(fèi)米能級(jí)調(diào)諧范德華半金屬電極的p型2D單晶晶體管陣列的制造

(相關(guān)資料圖)

UNIST材料科學(xué)與工程系和半導(dǎo)體材料與器件工程研究生院的Soon-YongKwon教授與ZonghoonLee教授合作，開始了一項(xiàng)開創(chuàng)性的研究工作，重點(diǎn)是開發(fā)高性能p-型半導(dǎo)體器件，采用二碲化鉬(MoTe2)——一種以其獨(dú)特性能而聞名的化合物。這項(xiàng)開創(chuàng)性技術(shù)在超精細(xì)技術(shù)至關(guān)重要的下一代互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

CMOS器件基于p型和n型半導(dǎo)體的互補(bǔ)鍵合。CMOS器件以其低功耗而聞名，廣泛應(yīng)用于個(gè)人電腦和智能手機(jī)等日常電子設(shè)備中。雖然硅基CMOS很普遍，但由于二維材料的薄結(jié)構(gòu)，人們對(duì)作為未來半導(dǎo)體潛在候選材料的興趣日益濃厚。然而，在這些材料上形成三維金屬電極時(shí)，在制造過程中出現(xiàn)了挑戰(zhàn)，導(dǎo)致界面處出現(xiàn)各種缺陷。

在這項(xiàng)由Kwon教授團(tuán)隊(duì)和Lee教授團(tuán)隊(duì)牽頭的研究工作中，他們專注于利用MoTe2(一種已知具有獨(dú)特性能的化合物)開發(fā)高性能p型半導(dǎo)體器件。通過采用化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)，通過化學(xué)反應(yīng)促進(jìn)薄膜形成，研究人員成功合成了純度極高的大面積4英寸MoTe2晶片。研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》上。

關(guān)鍵的創(chuàng)新在于通過將三維金屬沉積到二維半金屬上來控制功函數(shù)，從而有效地調(diào)制阻止電荷載流子進(jìn)入的勢(shì)壘層。此外，這種方法利用三維金屬作為二維金屬的保護(hù)膜，從而提高產(chǎn)量并實(shí)現(xiàn)晶體管陣列器件。

“我們研究的意義超出了MoTe2的范疇，”SoraJang(UNIST材料科學(xué)與工程碩士/博士聯(lián)合項(xiàng)目)解釋道?！伴_發(fā)的設(shè)備制造方法可應(yīng)用于各種二維材料，為該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展打開了大門。”

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