您现在的位置是:首页 > 科技 > 正文
提出了一种利用超薄介质制作二维电子器件的新设计策略
发布时间:2024-08-04 14:09:53来源:
二维半导体可以有非常有用的应用,特别是作为低功率晶体管的通道材料..这些材料在极端厚度下表现出很高的迁移率,这使得它们在制造电子产品时特别有希望替代硅。
尽管它们有优点,但迄今为止,在晶体管中实现这些材料已被证明是具有挑战性的。事实上,二维半导体是一种悬空的无键性质;因此,众所周知,通过原子层沉积(ALD)在材料上沉积超薄高κ栅介电(即具有介电性能或绝缘体)是很困难的,通常会导致不连续的薄膜。
南京大学的研究人员最近提出了一种新的策略来克服这一限制,最终允许在二维半导体上沉积栅极介质。在《自然电子》(Nature Electronics)上发表的一篇论文中,他们报道了利用分子晶体作为种子层在二维半导体上成功地制备了高κ栅介质。
开展这项研究的研究人员之一王欣然告诉TechXplore说:“我们的研究试图解决二维晶体管的高质量栅极介质集成问题。“在最先进的硅晶体管中,有效氧化物厚度(EOT)被缩小到亚-1纳米。目前,二维材料与Si在EOT、界面状态密度(Dit)和栅极泄漏方面存在较大的差距。如果要认真推进二维晶体管技术,就必须克服这一差距。”
王和他的同事引入的方法可以在石墨烯、二硫化钼(MoS2)和二硒化钨(WSe2)上生产等效氧化物厚度为1nm的介质。研究人员的方法产生的电介质显示出与使用更传统的方法生产的电介质相比,粗糙度、界面态密度和泄漏减少。有趣的是,它们还提供了一个改进的击穿场。
除了二维晶体管,我的研究小组探索的另一个方向是有机电子学。“过去几年,我们发展了精确控制二维材料表面分子组装的手段。对于许多分子,包括PT CDA,我们证明我们可以很好地控制生长,只有单层(~0.3n m)均匀沉积,具有非常干净的界面。
王和他的研究团队在以前的工作中创建的界面层是目前最薄的界面层之一。在本研究中,他们利用这一层制作了工作在60GHz的石墨烯射频晶体管,以及MoS2和WSe2互补金属氧化物半导体晶体管,其电源电压为0.8V,亚阈值波动为60mVdec-1。最后,他们还利用他们的技术创建了通道长度为20nm的MoS2晶体管,其开关比超过107。
“我认为我们最有意义的结果是我们能够在二维材料中实现1nm的EOT,”王说。“人们普遍认为,与体积半导体相比,二维通道可以降低晶体管的功耗。然而,为了实现这一点,我们必须使用相同的操作电压,晶体管可以急剧关闭(亚阈值摆动接近60mV/dec)。这两个数量在很大程度上取决于栅极介质的质量和厚度。我们的研究真实地证明了二维半导体对低功耗电子产品的潜力。
王和他的研究小组是第一个成功地开发了具有1nmEOT的二维晶体管,成功地在三种不同的材料上对介质进行了去电。值得注意的是,他们获得的EOT和栅极泄漏与在最先进的硅CMOS中观察到的相当,这是在这一研究领域向前迈出的重要一步。
“我认为还有很大的改进空间,”王思潮说。例如,二维晶体管中的Dit仍然比SiCMOS高2个数量级。此外,使用更高的k氧化物进一步将EOT降低到0.8nm是很好的。最后,我们开发的材料与现有CMOS工艺的兼容性也有待研究。
标签:
猜你喜欢
- ipad4怎么下载软件(iPad4怎么下载软件)
- Apple Watch Series 5具有永不在线的显示屏 并采用钛金属或陶瓷表面处理
- Infosys希望在20财年节省100-1.5亿美元公司确认没有解雇现有员工的计划
- 佳能二倍增距镜适用哪些镜头(佳能2倍增距镜拍摄效果怎么样)
- Google本周初发布了Android OS的新更新为Pixel手机带来了Camera app 7.2
- 华硕笔记本哪个型号性价比最高(华硕笔记本哪个性价比最高)
- 谷歌发布Android 10手机改进的前8种方式
- Vodafone RedX计划每月收费999卢比它提供了50%的更快数据速度以及通话优势
- Google Nest Hub将显示触摸控件以感应附近是否有人
- nv显卡哪个型号最好(NV帕斯卡显卡有哪些型号)
最新文章
- 小鹏也要做增程车了首款车明年量产
- 面对常见九类违法犯罪你该怎么做? 到底什么情况嘞
- 成都小伙村里拍老人40万网友爆笑爆哭催更 到底什么情况嘞
- 杭州通报4起违规吃喝典型问题 到底什么情况嘞
- 全国人大常委会关于实施渐进式延迟法定退休年龄的决定 到底什么情况嘞
- 月满团圆乐动中秋!
- 大学生每月生活费1500元够吗?
- 僧籍(关于僧籍的简介)
- #鸡有几个胃# ?
- #河南高校手绘地图迎新生很哇塞#[憧憬]
- #你还会买实体书吗#
- 僧稠丧事诏(关于僧稠丧事诏的简介)
- 太酷了! #C919披上了五星红旗#
- #处暑已至# 秋意渐浓
- 僧稠(关于僧稠的简介)
- #不直播的李佳琦们都去哪里捞金了#
- 僧祗户(关于僧祗户的简介)
- #你一般喝什么价格的奶茶?#
- 僧祖可(关于僧祖可的简介)
- 僧祐(关于僧祐的简介)
- 僧祇粟(关于僧祇粟的简介)
- 僧祇支(关于僧祇支的简介)
- 冲锋在“反诈第一线”的“小店” 让人心里一暖 到底什么情况嘞
- 月满团圆乐动中秋!