Разработана технология выращивания сверхминиатюрной высокопроизводительной электроники на двумерных полупроводниках

Инженеры-электронщики во всём мире ищут материалы, способные заменить кремний и обеспечить дальнейшее развитие микро- и наноэлектроники. Одним из самых перспективных направлений считаются двумерные (2D) полупроводники, в частности дисульфид молибдена (MoS₂). Благодаря атомарной толщине и устойчивости к эффекту короткого канала такие материалы позволяют создавать более компактные и быстрые электронные устройства.

Ключевой проблемой при разработке электроники на основе 2D-полупроводников остаётся формирование надёжных омических контактов — электрических соединений с низким сопротивлением. По мере уменьшения размеров транзисторов контакты также должны становиться всё короче, однако обеспечить их эффективную работу на двумерных материалах крайне сложно.

Учёные из Нанкинского университета и других научных центров Китая предложили новое решение этой задачи. Они разработали метод прямого выращивания сверхкоротких контактов из полуметаллической сурьмы с низким сопротивлением непосредственно на монослое MoS₂. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Electronics.

Как отметил старший автор исследования Синьжань Ван, несмотря на значительный прогресс в области двумерных полупроводников, масштабирование транзисторов до уровня 1 нм до сих пор не было реализовано. По его словам, основным ограничением остаётся не сам канал транзистора, а контакт, сопротивление которого резко возрастает при уменьшении его длины.

Для преодоления этой проблемы исследователи сосредоточились на создании контактов, сохраняющих сверхнизкое сопротивление даже при нанометровых размерах. Контакты из кристаллической сурьмы выращивались прямо на MoS₂ с помощью метода молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), позволяющего формировать ультратонкие слои кристаллов с атомарной точностью.

«Мы использовали МЛЭ в условиях сверхвысокого вакуума, что дало атомам сурьмы достаточно времени для выстраивания в энергетически наиболее выгодную кристаллическую ориентацию Sb(012) и формирования плотного контакта с MoS₂», — пояснил соавтор работы Вэйшен Ли.

По сравнению с традиционными методами осаждения новая технология обеспечивает значительно более высокое качество кристаллов и существенно больший размер зёрен. В результате контактное сопротивление остаётся практически неизменным при длине контакта до 18 нм, тогда как при других методах оно начинает расти уже при 60 нм.

Достигнутая длина переноса носителей заряда составила около 13 нм, что, по словам авторов, делает эту технологию одной из первых, соответствующих требованиям 1-нм техпроцесса для двумерных полупроводников. Это открывает путь к созданию сверхминиатюрных и высокопроизводительных электронных устройств нового поколения.

С уважением, ООО "Компания "База Электроники"

Вернуться на главную