热稳定的Bi2Te3/WSe2 范德瓦尔斯接触器用于pMOSFETs应用程序
Wen Hsin Chang1, Shogo Hatayama2, Yuta Saito3,4,5
1Semiconductor Frontier Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tsukuba Central 2, 1-1-1 Umezono, Tsukuba, Ibaraki, 305-8568, Japan. wh-chang@aist.go.jp.
Scientific reports
|November 20, 2024
概括
德瓦尔斯的新型接触器使用甲化物 (Bi2Te3) 显著提高化 (WSe2) pMOSFET的性能. 这一突破为先进的电子产品提供了超过1000倍的电流改进和出色的热稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 二化 (WSe2) 是下一代电子产品的一个有前途的二维材料.
- 传统的金属接触器经常受到高接触阻力和WSe设备中的费米级固定的影响.
- 改进接触特性对于释放基于WSe的场效应晶体管的全部潜力至关重要.
研究的目的:
- 为了研究使用分层甲化物 (Bi2Te3) 作为WSe2p型金属氧化物半导体场效应晶体管 (pMOSFETs) 的范德瓦尔斯 (vdW) 接触器.
- 评估Bi2Te3接触对设备性能,接口性能和热稳定性的影响.
- 探索Bi2Te3/WSe2连接器在CMOS后端应用中的潜力.
主要方法:
- 使用Bi2Te3源/排水 (S/D) 接口制造WSe2 pMOSFET.
- 使用X射线衍射 (XRD) 和扫描传输电子显微镜 (STEM) 进行Bi2Te3/WSe2接口的表征.
- 制造的pMOSFET的电性能测试,包括启动电流,关闭泄漏,开关比率和热稳定性测试.
主要成果:
- 与传统的Ni/Au接触器相比,在现状电流中实现了超过10倍的改进.
- 确认了Bi2Te3和WSe2之间的原子平面VDW接口形成,最大限度地减少了缺陷.
- 由于vdW接口和Bi2Te3的半金属特征,证明了被抑制的费米级固定和减少的金属诱导的间隙状态.
- 观察到优异的热稳定性,在400°C火后设备的性能保持不变.
结论:
- 分层Bi2Te3为WSe2pMOSFETs形成了有效的VDW接触,显著提高了设备的性能.
- 原子利的VDW接口和Bi2Te3的半金属性质是实现低接触电阻和高状态电流的关键.
- Bi2Te3接触提供卓越的热稳定性,使它们对CMOS制造和后端线路集成非常有希望.


