🇺🇸 Американские исследователи изготовили транзисторы с однослойным каналом из MoS₂ длиной менее 5 нм, характеристики которых превысили расчетный предел кремниевых приборов сопоставимого размера
Разработку выполнила группа под руководством Университета Карнеги-Меллона совместно с исследователями Университета Флориды, MIT, Texas A&M и других организаций. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
В качестве материала канала использован однослойный дисульфид молибдена (MoS₂), двумерный полупроводник толщиной в один атомный слой. Исследователи изготовили полевые транзисторы с физической длиной канала менее 5 нм. Подпороговая крутизна составила 88 мВ/дек, отношение токов в открытом и закрытом состояниях превысило 10⁶.
🔍 При уменьшении длины канала кремниевых транзисторов до нескольких нанометров усиливаются короткоканальные эффекты: затвор хуже управляет потенциалом канала, а ток в закрытом состоянии возрастает. По данным авторов, полученные MoS₂-транзисторы по подпороговым характеристикам превзошли расчетные показатели кремниевых приборов и ряда других перспективных полупроводников при сопоставимой длине канала.
🆕 Для подавления короткоканальных эффектов исследователи изменили конструкцию транзистора:
• сформировали воздушный зазор под каналом, что усилило электростатическое управление каналом со стороны затвора;
• оптимизировали взаимное расположение затвора, истока и стока.
⚙️ Отдельное внимание уделили технологии изготовления. Транзисторные структуры формировали с применением фотолитографии по всей площади 100-мм пластины. Такой подход приближает технологию к методам серийного производства по сравнению с экспериментами, в которых двумерные материалы исследуются только на отдельных микроскопических образцах.
Авторы рассматривают MoS₂ как перспективный материал канала для дальнейшего уменьшения размеров транзисторов, когда возможности масштабирования кремниевых приборов будут исчерпаны. Для промышленного применения еще необходимо обеспечить воспроизводимое формирование двумерного слоя, стабильные электрические контакты и интеграцию таких транзисторов в существующие технологические процессы производства микросхем.
#ЭлМаш #технологии
Разработку выполнила группа под руководством Университета Карнеги-Меллона совместно с исследователями Университета Флориды, MIT, Texas A&M и других организаций. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
В качестве материала канала использован однослойный дисульфид молибдена (MoS₂), двумерный полупроводник толщиной в один атомный слой. Исследователи изготовили полевые транзисторы с физической длиной канала менее 5 нм. Подпороговая крутизна составила 88 мВ/дек, отношение токов в открытом и закрытом состояниях превысило 10⁶.
🔍 При уменьшении длины канала кремниевых транзисторов до нескольких нанометров усиливаются короткоканальные эффекты: затвор хуже управляет потенциалом канала, а ток в закрытом состоянии возрастает. По данным авторов, полученные MoS₂-транзисторы по подпороговым характеристикам превзошли расчетные показатели кремниевых приборов и ряда других перспективных полупроводников при сопоставимой длине канала.
🆕 Для подавления короткоканальных эффектов исследователи изменили конструкцию транзистора:
• сформировали воздушный зазор под каналом, что усилило электростатическое управление каналом со стороны затвора;
• оптимизировали взаимное расположение затвора, истока и стока.
⚙️ Отдельное внимание уделили технологии изготовления. Транзисторные структуры формировали с применением фотолитографии по всей площади 100-мм пластины. Такой подход приближает технологию к методам серийного производства по сравнению с экспериментами, в которых двумерные материалы исследуются только на отдельных микроскопических образцах.
Авторы рассматривают MoS₂ как перспективный материал канала для дальнейшего уменьшения размеров транзисторов, когда возможности масштабирования кремниевых приборов будут исчерпаны. Для промышленного применения еще необходимо обеспечить воспроизводимое формирование двумерного слоя, стабильные электрические контакты и интеграцию таких транзисторов в существующие технологические процессы производства микросхем.
#ЭлМаш #технологии
Views: 30
