恭喜廖付友和盛耀晨在Nano Research发表文章

发布者:郭晓娇发布时间:2019-11-10浏览次数:187

通过多栅结构实现接触改善的二维材料晶体管

内容简介

二维过渡金属硫族化合物(2D-TMDs),例如具有半导体特性的二硫化钼(MoS2),因为其优异的电学和光电性能而受到广泛研究。但是与常规的硅基器件工艺相比,实现二维半导体器件的良好源漏接触,一直是一个长期困扰研究者的难点。这主要是因为二维半导体材料只有原子级厚度,很难进行合金化或者离子注入等常规掺杂工艺来降低接触势垒,而且较大的表面陷阱态也容易造成费米钉扎效应。所以,虽然近年来大家研究了各种降低二维器件接触电阻的方案,但是效果稳定,工艺简单,可以规模化的方法仍在不断的探索中。

本文基于机械剥离的MoS2晶体制备了一种新型的三栅场效应晶体管器件,此器件由沟道部分的双栅和源漏区域底部的埋栅组成,三个栅可以相互独立施加电压。对于只有原子层厚度的MoS2,通过埋栅的静电感应掺杂可以有效的调节肖特基势垒高度和沟道中未覆盖区域的电阻。因此晶体管器件除了沟道之外的外部电阻可以有效的降低,从而可以实现较强的开态电流。同时,沟道部分的双栅结构可以提供比单栅更强的栅控能力,有利于实现高开关比和理想的亚阈值摆幅。本工作通过简单的能带理论解释了器件的工作机理,而且这种新颖的器件结构为制备高性能的二维半导体器件提供了一种新的方案。

作者介绍

包文中现任上海复旦大学微电子学院研究员,博士生导师。2006年本科毕业于南京大学物理系。2011年博士毕业于美国加州大学河滨分校物理系,2012年至2015年在马里兰大学物理系,材料能源中心,以及沙特阿卜杜拉国王科技大学进行联合博士后研究。包文中获得了2015年国际物理纯粹与应用学会(IUPAP)青年科学家奖,以及2017年的求是基金会杰出青年学者。他在新型低维材料的物性、能带调控、器件工艺和工程应用等领域有十余年的研究经历,已发表英文论文100多篇,总引用两万余次,入选科睿唯安2018年全球高被引研究者。

2015年至今,包文中研究小组在复旦大学的微电子学院组建了二维电子和光电器件专用工艺实验室,专门针对二维材料进行器件工艺的研发,目前主要的研究方向是基于晶圆级二维材料的器件和电路研究。

文章信息

Fuyou Liao, Yaocheng Sheng, Zhongxun Guo, Hongwei Tang, Yin Wang, Lingyi Zong, Xinyu Chen, Antoine Riaud, Jiahe Zhu, Yufeng Xie, Lin Chen, Hao Zhu, Qingqing Sun, Peng Zhou, Xiangwei Jiang, Jing Wan*, Wenzhong Bao*, and David Wei Zhang. MoS2 dual-gate transistors with electrostatically doped contacts. Nano Research

  

https://doi.org/10.1007/s12274-019-2478-5.