为单体3D集成优化超薄2D晶体管:对直接生长的纳米晶体互连和埋藏的接触进行研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电气工程 电气工程
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 单立体3D集成要求改善更薄堆的互连,更好的散热和减少信号延迟.
• 像石墨烯这样的碳材料为未来的互连提供了出色的电热性能.
• 一个关键的挑战是实现2D半导体和石墨材料之间的低接触电阻.

研究的目的:

• 开发一个晶圆尺度合成2D半导体和石墨连接器之间的低接触电阻.
• 为了增强先进的3D集成电路的互连特性.
• 为了证明超薄晶体管和互连堆的可行性.

主要方法:

• 提出了一个晶圆尺度合成干转移的2D半导体和成长的纳米晶体石墨互连.
• 在混合石墨互连中使用金属合物来降低板材阻力.
• 引入了埋藏的石墨接触,以最大限度地降低接触电阻.

主要成果:

• 与金属片相比,通过金属合混合石墨连接实现了84%的板材阻力降低.
• 使用埋藏的石墨接触物,其接触阻力比使用散装金属接触物低17倍.
• 成功制造了低于7nm的活性层厚度的晶体管,显示了简单的逻辑功能.

结论:

• 开发的方法使超薄晶体管和石墨连接器的接触电阻低.
• 这项技术促进了未来3D集成电路 (IC) 的异质集成.
• 超薄的堆提供了低的寄生虫抵抗力和易于蚀刻的中间层.