在晶圆尺度的二维半导体上开发自成对齐的顶端门晶体管阵列
Yuxuan Zhu1, Jinshu Zhang1, Hui Xie2
1School of Microelectronics, Fudan University, Shanghai, 200433, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|February 20, 2025
概括
本研究介绍了一种新的自我调整方法,用于制造晶圆尺度二维半导体材料 (2DSM) 顶端门场效应晶体管 (TG-FET). 这种先进的工艺使得高性能,小型化的2DSM TG-FET适用于集成电路.
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:
- 与相比,二维半导体材料 (2DSM) 提供了优越的短通道效应缓解.
- 对于短通道长度设备,2DSM的原子厚度是有利的.
- 目前2DSM场效应晶体管 (FET) 的自我调整制造方法阻碍了晶圆尺度集成.
研究的目的:
- 为高性能2DSM顶端门场效应晶体管 (TG-FETs) 开发一个晶圆尺度,自我调整的制造工艺.
- 克服当前制造技术的局限性,以密集集成短通道FET.
- 为了证明2DSMTG-FET用于集成逻辑电路的可行性.
主要方法:
- 整合干蚀刻,湿选择性蚀刻和设备后优化,以实现自我调整的制造.
- 制造具有200nm通道长度的TG-FET.
- 使用开发的FETs构建逆变器和逻辑模块.
主要成果:
- 实现了高性能2DSM TG-FET阵列的晶圆规模集成.
- 展示了小型化的TG-FETs,其通道长度为200nm.
- 获得的启动状态电流密度为465.5μA μm-1和开关电流比为108.
- 成功构建了功能逆变器和逻辑模块.
结论:
- 开发的自我调整方法使得高性能2DSMTG-FET的晶圆规模制造成为可能.
- 该过程促进了短通道FET的高密度集成.
- 这种制造方法与未来的集成电路设计兼容.
