Вертикальные транзисторы, транзисторы с длиной канала, зависящей от толщины полупроводника, могут быть очень ценными для разработки новых поколений электронных устройств. В отличие от обычных транзисторов, которые построены слоями и могут иметь все свои соединения в одной плоскости, на самом деле вертикальные транзисторы могут быть более доступными и более простыми в производстве.
Пока что создание вертикальных устройств с короткими длинами каналов оказалось очень сложной задачей, в первую очередь из-за повреждения области контакта, вызванного процессами высокоэнергетической металлизации. Таким образом, определение альтернативных стратегий производства вертикальных транзисторов с более короткими длинами каналов является решающим шагом на пути к крупномасштабному производству этих устройств.
Исследователи из Хунаньского университета в Китае недавно разработали низкоэнергетическую технологию интеграции металлов Ван-дер-Ваальса для изготовления вертикальных транзисторов из дисульфида молибдена (MoS 2 ) с короткими длинами каналов. Используя эту технику, описанную в статье, опубликованной в Nature Electronics , они смогли создать вертикальные транзисторы с длиной канала до одного атомного слоя.
«Мы показываем, что вертикальные транзисторы из дисульфида молибдена (MoS 2 ) с длиной канала до одного атомного слоя могут быть созданы с использованием низкоэнергетической техники ван-дер-ваальсовой интеграции металлов», — написали исследователи в своей статье. «В этом подходе используются предварительно изготовленные металлические электроды, которые механически ламинируются и переносятся поверх вертикальных гетероструктур MoS 2 / графен, что приводит к созданию вертикальных полевых транзисторов с отношениями включения-выключения 26 и 10 3 для каналов длиной 0,65 нм и 3,60 нм, соответственно.»
Литинг Лю и остальные сотрудники Хунаньского университета оценили производительность созданных ими вертикальных полевых транзисторов в серии тестов и экспериментов. Для проведения этих оценок они использовали метод, называемый сканирующей туннельной микроскопией, и собрали электрические измерения при низких температурах.
«Используя сканирующую туннельную микроскопию и низкотемпературные электрические измерения , мы показываем, что улучшенные электрические характеристики являются результатом высококачественного интерфейса интеллектуальный полупроводник с минимизированным прямым туннельным током и эффектом пиннинга на уровне Ферми», — написали исследователи в своей статье..
В первоначальных оценках, проведенных Лю и ее коллегами, вертикальные транзисторы на основе MoS 2 дали многообещающие результаты. Фактически, по сравнению с ранее предложенными вертикальными устройствами с короткими длинами каналов, они показали значительно лучшие электрические характеристики.
Новые вертикальные транзисторы, разработанные этой группой исследователей, в конечном итоге позволят создавать новые типы электронных устройств с более короткими длинами затворов. Предложенная исследователями методика металлической интеграции также может быть использована другими командами для создания подобных вертикальных транзисторов с различной длиной канала .
Кроме того, интеграционный подход, представленный в недавней статье, может быть применен к другим слоистым материалам, таким как диселенид вольфрама и дисульфид вольфрама. Это, в свою очередь, может позволить изготавливать другие вертикальные транзисторы p-типа и n-типа размером менее 3 нм .
Дополнительная информация: Перенесенные металлические электроды Ван-дер-Ваальса для вертикальных транзисторов MoS2 менее 1 нм. Nature Electronics (2021). DOI: 10.1038 / s41928-021-00566-0 .
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК