Un team di ricercatori della Purdue University, SEMATECH e il SUNY College of Nanoscale Science and Engineering presenteranno al simposio 2014 sulla tecnologia VLSI il loro lavoro sul bisolfuro di molibdeno ad alte prestazioni (MoS 2 ) transistor ad effetto di campo (FET).
La ricerca del team è una pietra miliare importante per la realizzazione del MoS 2D a bassa potenza ultra scalato 2 FET e l'avanzamento di dispositivi fotonici ed elettronici basati su materiali dicalcogenuri di metalli di transizione (TMD) come celle solari, fototransistor e FET logici a bassa potenza. La ricerca è supportata da Semiconductor Research Corporation (SRC), il principale consorzio di ricerca universitaria al mondo per i semiconduttori e le tecnologie correlate, e SEMATECH.
Nell'ambito della ricerca, il team ha sfruttato MoS 2 , che è stato studiato attentamente negli ultimi anni dall'industria dei semiconduttori per le sue potenziali applicazioni nei dispositivi elettrici e ottici. Però, l'alto valore di resistenza di contatto limita le prestazioni del dispositivo di MoS 2 FET in modo significativo. Un metodo per risolvere questo problema è drogare il MoS 2 film, ma il drogaggio del film atomicamente sottile non è banale e richiede una tecnica di processo semplice e affidabile. La tecnica utilizzata dal team di ricerca fornisce un modo efficace e diretto per drogare il MoS 2 film con drogaggio chimico a base di cloruri e riduce notevolmente la resistenza al contatto.
"Rispetto ad altri materiali dopanti chimici come PEI (polietilene immina) e potassio, la nostra tecnologia antidoping mostra prestazioni dei transistor superiori, inclusa una maggiore corrente di pilotaggio, maggiore rapporto di corrente on/off e minore resistenza di contatto, " ha detto il professor Peide Ye, Università di Ingegneria, Università di Purdue.
Per ottenere FET ad alte prestazioni, tre parti del dispositivo devono essere progettate con cura:canale semiconduttore (densità di portanti e sua mobilità); interfaccia semiconduttore-ossido; e contatto semiconduttore-metallo. Questa ricerca è particolarmente mirata ad eliminare l'ultimo grande ostacolo verso la dimostrazione di MoS . ad alte prestazioni 2 FET, vale a dire, elevata resistenza di contatto.
Il MoS 2 FET che utilizzano la tecnica del doping, che sono stati fabbricati alla Purdue University, possono essere riprodotti ora in un ambiente di produzione di semiconduttori e mostrano le migliori prestazioni elettriche tra tutti i FET basati su TMD riportati. La resistenza di contatto (0,5 kΩ·μm) con la tecnica del drogaggio è 10 volte inferiore rispetto ai campioni controllati. La corrente del drive (460 μA/μm) è il doppio del miglior valore nella letteratura precedente.
"A causa dei recenti progressi come la ricerca presentata al simposio VLSI, I materiali 2D stanno guadagnando molta attenzione nell'industria dei semiconduttori, " disse Satyavolu Papa Rao, direttore della tecnologia di processo presso SEMATECH. "Lo sforzo collaborativo tra ricercatori e ingegneri di livello mondiale di questo team è un ottimo esempio di come le partnership consorzio-università-industria consentano ulteriormente lo sviluppo di tecniche di processo all'avanguardia".
"Contatti migliorati sono sempre desiderabili per tutti i dispositivi elettronici e ottici, " ha detto Kwok Ng, Direttore senior di Scienze dei dispositivi presso SRC. "La tecnica di doping presentata da questo gruppo di ricerca fornisce un modo valido per ottenere una bassa resistenza di contatto per MoS 2 così come altri materiali TMD."
