מגבלת טרנזיסטור 2D של yttrium מסופק פריצת דרך דו -מימדית
טכנולוגיה מבוססת סיליקון מסורתית מתקרבת לגבול הפיזי שלה בצומת NM Sub {}} NM, וחומרים מוליכים למחצה חדשים נדרשים בדחיפות בכדי להשיג קנה מידה נוסף של מעגלים משולבים. מוליכים למחצה דו-ממדיים, עם המבנה הדק האטומי שלהם ויתרונות ניידות גבוהים, יכולים להשיג שליטה אלקטרוסטטית מצוינת ומאפייני מדינה במדינה בטרנזיסטורים של תעלות אולטרה-קצוות. הם נחשבים לחומרי ערוץ פוטנציאליים לשבבי מעגלים משולבים בצמתים טכנולוגיים של תת {}} NM וקיבלו תשומת לב רבה מחברות צ'יפס מוליכים למחצה מוליכים ומוסדות מחקר (כמו אינטל, TSMC, סמסונג ומרכז המיקרו -אלקטרוניקה האירופי) ו עם זאת, טרנזיסטורים דו-ממדיים מתמודדים עם אפקטים חמורים למגע מוליך מוליך מוליך מוליך מוליך מוליך, מה שמגביל מאוד את הביצועים של טרנזיסטורים דו ממדיים. לפיכך, כיצד להשיג מגע אוהמי בין מוליכים למחצה דו-ממדיים ואלקטרודות מתכת הוא גורם מפתח להכנת טרנזיסטורים בליסטיים בעלי ביצועים גבוהים. בנוסף, הטרנזיסטורים הדו-ממדיים בעלי הביצועים הגבוהים שהושגו כיום מבוססים לרוב על פילינג מכני או גבישים בודדים דו-ממדיים בקנה מידה סנטימטר. כיצד להשיג הכנה בקנה מידה גדול של טרנזיסטורים בעלי ביצועים גבוהים המבוססים על מוליכים למחצה דו-ממדיים ברמת הוופל היא האתגר העיקרי של קידום אלקטרוניקה דו ממדית ממעבדה ליישום תעשייתי (LAB-FO-FAB).
לאחרונה, קבוצת המחקר בראשות האקדמאי פנג ליאנמאו והחוקרת צ'יו צ'נגואנג מבית הספר לאלקטרוניקה, אוניברסיטת פקין, הציעה את "תורת השינוי בשלב שלב הנדיר של כדור הארץ הנדירה" בתהליך האינטגרציה הדו-ממדי של מוליכים למחצה, והמציאה את "הנגיף האטומי," אטומי, "," נפתחת האטומית "," נפתחת האטומית "", "נפתחת האטומית" של האטום "אטומית" של האטום האטומי-אטומית. טכנולוגיית סמים סלקטיבית מדויקת ", תוך פריצת המגבלה ההנדסית כי עומק הצומת של השתלת יונים מסורתית לא יכול להיות פחות מ -5 ננומטרים. לראשונה, עומק הסמים של אזור בחירת המקור והניקוז נדחף לגבול של 0. 5 ננומטרים של השכבה האטומית היחידה, וטרנזיסטורים בליסטים אולטרה-קצרים הוכנו בקנה מידה גדול המבוסס על פרוסות מוליכים למחצה דו-ממדיות, השגת אנשי קשר אוהם אידיאלי ומאפייני מיתוג, שיש להם פוטנציאל לבנות תת {}}} צומת ננומטר טכנולוגיות עם ביצועים גבוהים יותר וצריכת חשמל נמוכה יותר. תוצאות המחקר הרלוונטיות פורסמו באופן מקוון ב- Nature Electronics ב- 27 במאי 2024 תחת הכותרת "מתכות הנגרמת על ידי yttruim-doping של מוליבדן דיסולפיד למגעים אוהם בטרנזיסטורים דו ממדיים".
עבודת מחקר זו השיגה את ארבעת החידושים הטכניים הבאים:
1. "אלמנט האדמה הנדיר שנגרם על ידי תורת המתכת הדו-ממדית" היה חלוץ.
טכנולוגיה זו הופכת את המוליכים למחצה הדו-ממדיים באזור המגע למתכת דו-ממדית על ידי גרימת סמים של אטום yttrium. מתכת דו ממדית זו משמשת כשכבת חיץ בין המתכת למוליך למחצה כדי לדכא את אפקט הצמדת הפרמי בממשק. שכבת המאגר פועלת כ"גשר "לשיפור יעיל של יעילות ההולכה של נשאים ממתכת למוליכים למחצה. סמת אטום yttrium מווסת למעשה את מיקום רמת הפרמי של המתכת הדו-ממדית כדי להשיג יישור פס אידיאלי ומגע אוהמי של המכשיר, תוך התגברות על האתגר המדעי של מחסום שוטקי הגלום במעבר הדו-ממדי המהותי.
איור 1 איור תיאורטי של שכבה אטומית יחידה הנגרמת מסמים דו-ממדית טכנולוגיית מגע אוהמי
שנית, הומצא "טכנולוגיית הסמים המדויקים ברמת האטום ברמה האטומית". תהליך סמים ברמת אטומית בתלת-שלבים של כוח נמוך במיוחד פלזמה-מוצק-מקור-תצהיר פעילה מתכת-חישול וואקואום נועד להפיץ ביעילות ולהזריק אטומי מקור דו-מימדיים של שטח המגע הדו-מימדי בדמיון. ו אסטרטגיית סמים חדשה זו של קשר תואם לתהליך הליטוגרפיה של צומת הטכנולוגיה 1nm.
איור 2 איור 2 אפיון שיטתי של מתכת דו ממדית ברמה האטומית הנגרמת על ידי סמים
שלישית, מגע אוהם אידיאלי מושג במוליכים למחצה דו-ממדיים ברמת הרק. התנגדות המגע נדחפת לגבול התיאורטי הקוונטי, התנגדות המכשיר הכוללת נמוכה כמו 235Ω · מיקרומטר, ושיטת ההולכה הסטטיסטית (TLM) התנגדות מגע ממוצעת היא רק 69 ± 13Ω · מיקרומטר, העומדת בדרישות הבינלאומיות מפת דרכים טכנולוגית מוליכים למחצה להתנגדות של טרנזיסטורים בצמתים עתידיים של מעגלים משולבים.
איור 3 איור 3 מבנה מכשירים ואפיון מגע אוהם של טרנזיסטור דו ממדי של שער כפול-שער 10 ננומטר.
רביעית, היא מדגימה תכונות חשמליות מקיפות מצוינות במערכי טרנזיסטור דו-ממדי של ערוץ אולטרה-מקצר בקנה מידה גדול. הוא מציג התנהגות מיתוג אידיאלית ויכול לדכא ביעילות את אפקט הערוץ הקצר. קצב הבליסטי של טמפרטורת החדר גבוה כמו 79%, סף המשנה הממוצע SS SS בטווח הזרם של ארבע העוצמה הוא 67MV/DEC; צפיפות הזרם הממוצעת במדינה גבוהה כמו 0. 84mA/מיקרומטר; המוליכה המקסימאלית מוליכה מוגברת ל -3.2ms/מיקרומטר, וזה כמעט סדר גודל גבוה יותר ממכשירי TMDS דו-ממדיים דומים אחרים.
איור 4 איור 4 מאפיינים חשמליים של מערך סולם טרנזיסטור דו-ממדי אולטרה-מקצר
עבודה זו מסבירה את התהליך הבסיסי של אלמנט אדמה נדיר של יסוד אדמה מסומם עם טכנולוגיית שינוי פאזות דו-ממדיות מנקודת מבט מנגנון פיזי, ומדגים את היתכנותם של הכנה ברמת רקיק רחבה של טרנזיסטורים דו-ממדיים בעלי ביצועים גבוהים. הפרמטרים האלקטרוניים העיקריים של המכשיר עומדים בדרישות של מעגלים משולבים צומת מתקדמים, ומדגימים את פוטנציאל הביצועים של מוליכים למחצה דו-ממדיים ביישומי מעגלים משולבים צומתים עתידיים, ומתן הפניה תיאורטית חשובה ובסיס ניסיוני לקידום אלקטרוניקה דו ממדית ממעבדה לתעשייה (מעבדה לפאב).
(מקור מ: https://www.cpc.pku.edu.cn/info/1015/2011.htm)