Исследователи из компании TSMC с коллегами из США и Национального университета Тайваня представили работу о транзисторах из так называемых 2D-материалов, которые могут прийти на смену кремниевой электронике. В совместном исследовании специалисты нашли такое сочетание материалов, которое делает возможным производство транзисторов из материалов толщиной в один или несколько атомов. Открытие вполне может лечь в основу 1-нм техпроцесса TSMC.
Источник изображения: MIT
Проблема с 2D-материалами в том, что место контакта между полупроводником и металлом обладает высоким сопротивлением и ухудшает токовые характеристики транзисторов. Исследователи из Массачусетского технологического института, Калифорнийского университета в Беркли, компании TSMC, Национального университета Тайваня и ряда других организаций смогли подобрать правильное сочетание материалов, которое обеспечило все нужные характеристики «двумерных» транзисторов.
Всё оказалось просто. Снижение сопротивления на границе перехода между двумерным полупроводником в лице сульфида молибдена (MoS2) и металлическим контактом для соединения с другими цепями электронной схемы произошло при контакте материала с полуметаллом висмутом (Bi). На границе раздела материалов, как сообщают учёные, отсутствовал энергетический барьер (барьер Шотки), который мог бы препятствовать свободному прохождению электронов — течению электрического тока.
Из данного исследования был сделан вывод, что электрический контакт между MoS2 и Bi — это вполне рабочее решение для создания транзистора n-типа. Решения для создания аналогичного транзистора p-типа у исследователей пока нет, так что полноценной электронной схемы из 2D-материалов пока не создать. Но на этом поиск перспективных сочетаний материалов не прекратится, так что всё ещё впереди.
Основной научный поиск был проведён учёными из США. Компания TSMC смогла создать образцы контактов на своём оборудовании методом осаждения из газовой фазы в вакуумной камере. Создать необходимую основу для травления на кристалле помогли учёные из Национального университета Тайваня, которые смогли сфокусировать ионный луч до нанометрового масштаба. Исследование финансируется Министерством обороны США. Материал под названием Ultralow contact resistance between semimetal and monolayer semiconductors был опубликован в издании Nature.
Источник:
