通过等离子增强原子层沉积实现的BEOL兼容双极MoS设备的晶圆尺度演示
Alberto Martínez1, Carlos Márquez1, Francisco Lorenzo1
1Nanoelectronics Graphene and 2D Materials Laboratory, CITIC-UGR, Department of Electronics, University of Granada, Granada 18014, Spain.
ACS applied materials & interfaces
|September 5, 2025
概括
我们开发了一种可扩展的方法,用于使用等离子增强原子层沉积 (PE-ALD) 直接生长二硫化 (MoS2) 装置. 这种CMOS兼容的工艺可以为先进的半导体应用提供高性能晶体管.
科学领域:
- 材料科学
- 半导体物理
- 纳米技术
背景情况:
- 缩放半导体技术需要超越的先进材料.
- 过渡金属二甲基化物 (TMD),如二硫化物 (MoS2),具有有前途的电子特性.
- 可扩展的CMOS兼容制造MoS2仍然是一个重大障碍.
研究的目的:
- 展示一个可扩展和后端兼容的方法,用于MoS2设备的直接晶圆规模增长.
- 实现符合CMOS热量预算 (<450°C) 的MoS2设备的制造.
- 研究制造的MoS2场效应晶体管 (FET) 的电子特性和性能.
主要方法:
- 使用等离子增强原子层沉积 (PE-ALD) 在基板上直接增长MoS2.
- 基于MoS2制造的场效应晶体管 (FET).
- 进行电气表征,包括运输测量和低频噪声分析.
主要成果:
- 在低于450°C的温度下使用PE-ALD实现了MoS2装置的直接晶圆尺度增长.
- 在MoS2FET中表现出稳定的双极行为,具有最小的费米级定位 (<120 meV Schottky屏障高度).
- 观察到典型的闪噪声特征和通过现场被动化或回火增强的导电性.
结论:
- PE-ALD提供了一个可扩展的CMOS兼容路径,用于直接制造MoS2设备.
- MoS2 FET具有非常好的电子性能,适用于下一代电子产品.
- 这种方法支持3D集成和先进的半导体制造.
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