Transistors verticaux au bisulfure de molybdène avec des longueurs de canal jusqu’à une couche atomique

Transistors verticaux au bisulfure de molybdène avec des longueurs de canal jusqu'à une couche atomique

Crédit : Unsplash

Les transistors verticaux, des transistors dont les longueurs de canal dépendent de l’épaisseur d’un semi-conducteur, pourraient être très précieux pour le développement de nouvelles générations de dispositifs électroniques. Contrairement aux transistors planaires conventionnels, qui sont construits en couches et peuvent avoir toutes leurs connexions sur le même plan, en fait, les transistors verticaux pourraient être plus abordables et plus faciles à fabriquer.

Jusqu’à présent, la création de dispositifs verticaux avec de courtes longueurs de canaux s’est avérée très difficile, principalement en raison des dommages causés à la région de contact par les processus de métallisation à haute énergie. L’identification de stratégies alternatives pour fabriquer des transistors verticaux avec des longueurs de canal plus courtes est donc une étape cruciale pour permettre la production à grande échelle de ces dispositifs.

Des chercheurs de l’Université du Hunan en Chine ont récemment mis au point une technique d’intégration de métaux van der Waals à faible énergie pour fabriquer du bisulfure de molybdène (MoS2) transistors verticaux avec de courtes longueurs de canaux. En utilisant cette technique, décrite dans un article publié dans Nature Électronique, ils ont pu créer des transistors verticaux avec des longueurs de canal allant jusqu’à une couche atomique.

« Nous montrons que le bisulfure de molybdène (MoS2) des transistors verticaux avec des longueurs de canal allant jusqu’à une couche atomique peuvent être créés à l’aide d’une technique d’intégration métallique de van der Waals à faible énergie », ont écrit les chercheurs dans leur article. « L’approche utilise des électrodes métalliques préfabriquées qui sont laminées mécaniquement et transférées sur le dessus de MoS2/graphène hétérostructures verticales, conduisant à des transistors à effet de champ verticaux avec des rapports on-off de 26 et 103 pour des longueurs de canal de 0,65 nm et 3,60 nm, respectivement. »

Liting Liu et le reste de l’équipe de l’Université du Hunan ont évalué les performances des transistors à effet de champ verticaux qu’ils ont créés dans une série de tests et d’expériences. Pour mener ces évaluations, ils ont utilisé une technique appelée microscopie à effet tunnel et ont collecté des mesures électriques à basse température.

« En utilisant la microscopie à effet tunnel et des mesures électriques à basse température, nous montrons que l’amélioration des performances électriques est le résultat d’une interface semi-conductrice mentale de haute qualité, avec un courant tunnel direct minimisé et un effet d’épinglage au niveau de Fermi », ont écrit les chercheurs dans leur papier.

Dans les évaluations initiales menées par Liu et ses collègues, le MoS2Les transistors verticaux ont obtenu des résultats très prometteurs. Par rapport aux dispositifs verticaux proposés précédemment avec des longueurs de canal courtes, en fait, ils présentaient des performances électriques nettement meilleures.

Les nouveaux transistors verticaux développés par cette équipe de chercheurs pourraient à terme permettre la fabrication de nouveaux types de dispositifs électroniques avec des longueurs de grille plus courtes. La technique d’intégration métallique proposée par les chercheurs pourrait également être utilisée par d’autres équipes pour créer des transistors verticaux similaires avec des longueurs de canaux variables.

De plus, l’approche d’intégration présentée dans l’article récent pourrait être appliquée à d’autres matériaux stratifiés, tels que le diséléniure de tungstène et le disulfure de tungstène. Cela peut à son tour permettre la fabrication d’autres transistors verticaux de type p et de type n inférieurs à 3 nm.


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Plus d’information:
Électrodes métalliques de van der Waals transférées pour transistors MoS2 verticaux sub-1 nm. Nature Électronique(2021). DOI : 10.1038 / s41928-021-00566-0.

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Citation: Transistors verticaux au bisulfure de molybdène avec des longueurs de canal jusqu’à une couche atomique (2021, 8 juin) récupéré le 8 juin 2021 à partir de https://techxplore.com/news/2021-06-molybdenum-disulfide-vertical-transistors-channel.html

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