在WSe2 场效应晶体管中通过缺陷工程改进P型接触
Heng Zhang1,2, Jialei Miao1, Cheng Zhang1
1College of Integrated Circuits, ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Centre, Zhejiang IC Innovation Platform, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, China.
Nano letters
|February 4, 2025
概括
研究人员优化了 tungsten diselenide (WSe2) 场效应晶体管 (FET) 用于补充金属氧化物半导体 (CMOS) 技术. 表面处理改善了孔密度和运输,在基于WSe2的p通道FET中实现了高流动性和热稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 像WSe2这样的二维 (2D) 材料对于先进的电子产品至关重要,特别是对于补充金属氧化物半导体 (CMOS) 技术至关重要的p通道场效应晶体管 (FET).
- WSe2 FETs的挑战包括内在的原子缺陷和金属沉积的外在缺陷,阻碍高质量的金属半导体接触和设备性能.
研究的目的:
- 为基于WSe2的p通道FET开发一个有效的缺陷优化策略,重点是改进金属半导体接触接口.
- 提高 WSe2 FET 的性能指标,包括孔密度,移动性和运行稳定性.
主要方法:
- 用trifluoromethyl thianthrenium triflate (TTT) 分子对WSe2进行处理,以使缺陷被动并增加孔密度.
- 使用高工作功能的半金属TiS2作为接触材料,以防止沉积损伤和改善孔运输.
- 优化WSe2-CF3-TiS2 FET设备的制造和表征.
主要成果:
- 在WSe2.2.中,TTT分子处理成功地使缺陷无源化,增加了孔密度,并提高了孔运输效率.
- TiS2接触器在制造过程中有效地保护了WSe2表面,并促进了有效的电荷载体运输.
- 优化的WSe2-CF3-TiS2 FET表现出大约147cm2/V·s的高孔移动性.
- 该设备表现出卓越的操作稳定性,即使在高温下,高达200°C.
结论:
- 建议的缺陷优化策略,结合TTT处理和TiS2接触,显著提高了基于WSe2的p通道FET的性能.
- 这种方法为实现高性能和稳定的基于二维材料的CMOS技术提供了可行的途径.
- 这些发现为未来在二维电子和集成电路方面的进步铺平了道路.
