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Updated: Sep 9, 2025
A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics
Published on: August 28, 2018
Demostración a escala de obleas de dispositivos ambipolares MoS compatibles con BEOL habilitados por deposición de
Alberto Martínez1, Carlos Márquez1, Francisco Lorenzo1
1Nanoelectronics Graphene and 2D Materials Laboratory, CITIC-UGR, Department of Electronics, University of Granada, Granada 18014, Spain.
Desarrollamos un método escalable para el crecimiento directo de dispositivos de disulfuro de molibdeno (MoS2) utilizando deposición de capa atómica mejorada con plasma (PE-ALD). Este proceso compatible con CMOS permite transistores de alto rendimiento para aplicaciones avanzadas de semiconductores.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Física de los semiconductores
- Nanotecnología
Sus antecedentes:
- La tecnología de semiconductores de escala requiere materiales avanzados más allá del silicio.
- Los dicalcogenuros de metales de transición (TMD) como el disulfuro de molibdeno (MoS2) ofrecen propiedades electrónicas prometedoras.
- La fabricación escalable y compatible con CMOS de MoS2 sigue siendo un obstáculo importante.
Objetivo del estudio:
- Demostrar un método escalable y compatible con el Back-End-Of-Line (BEOL) para el crecimiento directo a escala de obleas de dispositivos MoS2.
- Para lograr la fabricación de dispositivos MoS2 que cumplan con los presupuestos térmicos CMOS (<450 °C).
- Investigar las propiedades electrónicas y el rendimiento de los transistores de efecto de campo MoS2 fabricados (FET).
Principales métodos:
- Se utilizó la deposición por capa atómica mejorada con plasma (PE-ALD) para el crecimiento directo de MoS2 en sustratos.
- Transistores de efecto de campo (FET) fabricados a base de MoS2.
- Caracterización eléctrica realizada, incluidas las mediciones de transporte y el análisis del ruido de baja frecuencia.
Principales resultados:
- Se ha logrado un crecimiento directo a escala de obleas de dispositivos MoS2 utilizando PE-ALD a menos de 450 °C.
- Se ha demostrado un comportamiento ambipolar estable en FET de MoS2 con un mínimo de fijación a nivel de Fermi (alturas de barrera de Schottky < 120 meV).
- Características típicas de ruido de parpadeo observadas y conductividad mejorada mediante pasivación o recocido in situ.
Conclusiones:
- PE-ALD ofrece una ruta escalable y compatible con CMOS para la fabricación directa de dispositivos MoS2.
- Los FET de MoS2 presentan excelentes propiedades electrónicas adecuadas para la electrónica de próxima generación.
- El método demostrado admite la integración 3D y la fabricación avanzada de semiconductores.
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