4 мин. чтения
8/1/2024 8:00:01 AM

Стратегия синтеза FIN-подобных металлических нанолистов для 2D-транзисторов

Article Preview Image Кредит: Zhang et al.

Эффективная интеграция чрезвычайно тонких изоляционных слоев с двумерными (2D) полупроводниками может позволить изготовление 2D транзисторов с электрической емкостью, сравнимой с SIO2 с толщиной ниже 1-нм.Эти транзисторы, в свою очередь, могут помочь повысить производительность и снизить энергопотребление электронных устройств.

Исследователи из Университета Нанкай в Китае недавно представили новую стратегию для синтеза однокристаллических металлических нанолистов, которые можно легко перенести на 2D-субстраты.Эта стратегия, изложенная в статье в природе электроники, была успешно использована для отложения диэлектриков толщиной 2 нм на основе AL2O3 или HFO2 для высокопроизводительных транзисторов.

«В самом начале мы стремились разработать синтетическую стратегию синтетического осаждения (CVD) химического пары (CVD) 2D CU2O, которая представляет собой 2D-полупроводник с высокой мобильностью P-типа»,-сказал Tech XPLORE 2D-полупроводник.

«Тем не менее, мы получили элементарный металл Cu вместо этого, используя CUCL и BI2O3 в качестве предшественников реакции. Более того, изменяя типы металлических хлоридов, мы также можем получить другие 2D -металлы, такие как PD и AU».

При рассмотрении предыдущей литературы WU и его коллеги обнаружили, что 2D -металлы, основанные на PD и AU, еще не были синтезированы с использованием CVD, который является процессом, обычно используемым для производства тонких пленок или материалов на подложке.Интересно, что они также поняли, что почти все 2D металлические нанолисты имеют атомно -плоские поверхности и могут быть выращены вертикально на подложке.

«Я всегда спрашивал себя и моих учеников« что мы можем сделать с этими знаниями? », - сказал Ву.«Как раз тогда, когда мы собирались отказаться от проекта, конфигурация полевого транзистора FIN вдохновила меня.

«Если мы сможем интегрировать вертикально выращенные 2D-металлы с атомно-тонкими диэлектриками, обнаруженными атомно-слойным слоем (ALD), это может избежать проблемы совместимости между технологиями ALD и 2D полупроводниками, а также деструктивный этап отложения электрода на верхних воротах на ультратонные диэлектрики,Предлагая маршрут для изготовления 2D FET с субнанометровой емкостью эквивалентной толщины ».

Чтобы интегрировать металлические нанолисты и диэлектрические материалы, Ву и его ученики непосредственно откладывали атомно тонкие и плоские диэлектрики, а именно AL2O3 и HFO2, на вертикально выращенных 2D -металлах.В отличие от 2D -переходного металла сульфид дисульфид (MOS2), который обычно используется в качестве полупроводника канала в транзисторах, 2D -металлы имеют поверхность, совместимую с методами ALD.После роста ALD металлический/оксидный стек может быть интегрирован с 2D-полупроводниками, используя одноступенчатый процесс, который образует границу раздела Van Der Waals.

Недавнее исследование этой команды исследователей представило очень многообещающий подход к изготовлению 2D-транзисторов на основе 2D-металлов и диэлектриков с атомным слоем.Их предлагаемая стратегия влечет за собой использование сверхсветлых вертикальных 2D-металлов, чтобы обеспечить высококачественный рост ALD ультратонких оксидов с высоким κ, а также последующую одноступенчатую интеграцию металлических/оксидных стеков.

«Наша стратегия не только решает проблему несовместимости между технологией ALD и 2D-полупроводником, но также может избежать разрушительного этапа процесса осаждения электрода из верхних ворот на диэлектрики ультратон-Бесплатные 2D FETS для субнанометра возможны »,-сказал Ву.

В рамках своего исследования исследователи использовали предлагаемую стратегию CVD для создания диэлектриков толщиной 2 нм на основе AL2O3 или HFO2, которые они затем использовали для изготовления верхних транзисторов.В начальных испытаниях полученные транзисторы достигли многообещающих результатов, демонстрируя токи утечки 10-6 CM - 2, низкие рабочие напряжения около 0,45 В и гистерезис ниже 1 мВ.

«Мы считаем, что разработанная методология развития CVD-сердечно-сосудистых заболеваний BI2O3 является важным прогрессом в области роста сердечно-сосудистых материалов 2D-материалов, поскольку это позволяет синтез некоторых новых двухмерных материалов, которые трудно синтезировать с использованием традиционных методов»,-добавил WU.«Сейчас мы планируем достичь масштабного изготовления пластин, не содержащих гистерезиса 2D-транзисторов с емкостью эквивалентной толщины ниже 1 нм».

More information: Lei Zhang et al, Vertically grown metal nanosheets integrated with atomic-layer-deposited dielectrics for transistors with subnanometre capacitance-equivalent thicknesses, Nature Electronics (2024). DOI: 10.1038/s41928-024-01202-3.

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Новый субстратный материал для гибкой электроники может помочь бороться с электронными отходами

8/7/2024 · 4 мин. чтения

Новый субстратный материал для гибкой электроники может помочь бороться с электронными отходами

Новая микро-OLED технология с разрешением PPI более 20 тыс.

8/6/2024 · 4 мин. чтения

Новая микро-OLED технология с разрешением PPI более 20 тыс.

*Facebook, Instagram, Meta - запрещенные в РФ организации.