Paremmat kontaktit 2D-transistoreille

Monia kaksiulotteisia transistorirakenteita ja jopa niistä toteutettuja integroituja piirejä on osoitettu erilaisiin sovelluksiin.

Mutta ongelmana on edelleen korkea kontaktiresistanssi 2D-materiaalin ja ulkoisten metallipiirien välisessä rajapinnassa.

Uudessa työssään Hong Kong Polytechnic Universityn tutkijat ovat ehdottaneet aivan uutta 2D-puolijohteiden kontaktiresistanssin alentamisen strategiaa, jolla on hyvä toteutettavuus, laaja yleisyys ja korkea stabiilisuus.

Suurempi kuva

Tämä saavutetaan lisäämällä pystysuora metalli/puolijohde/metalli memristorirakenne kontaktialueille. Asettamalla memristorit haihtumattomaan matalaresistanssiseen tilaan memristiivisen muodostuksen avulla, ne voivat vähentää MoS2 -kenttätransistorien (FET) kontaktiresistanssia vähintään yhdellä suuruusluokalla ja parantaa MoTe2 FETin on-tilan virtatiheyksiä noin kahden suuruusluokan verran.

Tutkijat osoittavat myös, että tätä strategiaa voidaan soveltaa muihin kaksiulotteisiin puolijohteisiin, mukaan lukien MoSe2, WS2 ja WSe2 sekä useisiin kontaktimetalleihin, mukaan lukien Au, Cu, Ni ja Pd.

Heidän työssään ehdotetulla strategialla on hyvä universaalisuus kanava- ja kontaktimetallityypillä, mikä osoittaa korkeaa teknologista soveltuvuutta, mikä voi edistää 2D-puolijohteiden jatkokehitystä.

Indian Institute of Science Bangaloren tutkijoiden mukaan MXenesit ovat jääneet huomioimatta kaksiulotteisissa MOS-transistorisovelluksissa. Lisäksi monien suuren kontaktiresistanssin pienentämisen tekniikoista puuttuu skaalautuvuus.

MXenesit, ryhmä ei-van der Waals -tyyppisiä 2D-materiaaleja on kerännyt huomiota kiehtovien mekaanisten ja elektronisten ominaisuuksiensa ansiosta.

Uusimmassa työssään intialaiset osoittvat kuinka MXenen rikasta kemiaa voidaan käyttää dopingvapaiden 2D-transistorien luomiseen luontaisesti pienen resistanssin kontakteilla samalla kun se ylläpitää tasapainosta toimintamuotoa.

MXenen paljas rakenne on yleensä metallista; kuitenkin sopivalla toiminnallisella päätteellä siitä voi tulla puolijohde tai metalli. Tutkijat hyödyntävät tätä ominaisuutta ja ehdottavat Schottky-estetransistoria, joka voidaan toteuttaa paljaalla MXenellä muuntamalla se puolijohteeksi kanava-alueella.

Tutkijat seuloivat MXene tietokannasta (jossa on yli 23 000 materiaalia) 16 CMOS-kokoonpanoa, joiden suorituskyvyn todettiin täyttävän kansainvälisen tiekartan laitteiden ja järjestelmien (IRDS) vaatimukset.

Ehdotetut balansoidut, toiminnallisesti suunnitellut MXene-transistorit voivat johtaa realistiseen ratkaisuun alle nanometrisen teknologian skaalaukseen mahdollistamalla dopingvapaan luonnostaan alhaisen kosketusresistanssin.

Aiheesta aiemmin:

Kontakteja 2D-transistoreille

Ultrapuhdas valmistustapa 2D-transistoreille