Yon nouvo yttrium dopan teknoloji zouti 2d tranzistò limitasyon
Teknoloji tradisyonèl ki baze sou Silisyòm ap apwoche limit fizik li yo nan ne -3 nm, ak nouvo materyèl semi-conducteurs yo ijan nesesè pou reyalize plis dekale sikwi entegre. Semiconductors de dimansyon, ak estrikti atomikman mens yo ak avantaj mobilite segondè, ka reyalize ekselan kontwòl Electrostatic ak karakteristik sou-eta nan ultra-kout transistors chanèl. Yo konsidere yo kòm materyèl chanèl potansyèl pou bato sikwi entegre nan sub -1 nm teknoloji nm epi yo te resevwa gwo atansyon soti nan dirijan konpayi chip semi -conducteurs ak enstitisyon rechèch (tankou Intel, TSMC, Samsung, ak Ewopeyen an Microelectronics Sant)) . Sepandan, de dimansyon tranzistò fè fas a grav metal-semi-conducteurs kontak Fermi efè epenglaj, ki anpil mete restriksyon sou pèfòmans nan de ki genyen de dimansyon tranzistò. Se poutèt sa, ki jan yo reyalize kontak ohm ant de dimansyon semi-kondiktè ak elektwòd metal se yon faktè kle nan preparasyon an nan pèfòmans-wo tranzistò balistik. Anplis de sa, pèfòmans-wo de dimansyon tranzistò yo kounye a reyalize entènasyonalman yo se sitou ki baze sou èksfolyasyon mekanik oswa santimèt-echèl ki genyen de dimansyon kristal sèl. Ki jan yo reyalize gwo-echèl preparasyon pou-wo pèfòmans tranzistò ki baze sou wafer-nivo de dimansyon semi-conducteurs se defi a debaz nan pwomosyon ki genyen de dimansyon elektwonik soti nan laboratwa a aplikasyon endistriyèl (laboratwa-a-FAB).
Dènyèman, gwoup rechèch la ki te dirije pa akademisyen Peng Lienmao ak chèchè Qiu Chenguang soti nan Lekòl la nan Elektwonik, Peking University, pwopoze "ra tè a yttrium pwovoke teyori chanjman faz" nan ki genyen de dimansyon entegrasyon semi-conducteurs, ak envante "atomik-nivo a. Precision selektif teknoloji dopan ", kraze nan limit la jeni ki pwofondè nan junction nan enplantasyon tradisyonèl ion pa ka mwens pase 5 nanomètr. Pou la pwemye fwa, yo te pwofondè nan dopan nan sous la ak zòn seleksyon drenaj pouse nan limit la nan 0. De-dimansyon gato semi-conducteurs, reyisi kontak ideyal ohmic ak karakteristik oblije chanje, ki gen potansyèl la yo bati nan lavni sub -1 nanomèt teknoloji ne ak pi wo pèfòmans ak pi ba konsomasyon pouvwa. Rezilta rechèch ki enpòtan yo te pibliye sou entènèt nan nati elektwonik sou 27 me, 2024 anba tit la "yttruim-doping-pwovoke metalizasyon nan molibdèn disulfure pou kontak ohm nan de dimansyon tranzistò".
Travay rechèch sa a te reyalize kat inovasyon teknik sa yo:
1. Te "eleman nan tè ki ra pwovoke teyori ki genyen de dimansyon metalizasyon" pyonye.
Teknoloji sa a transfòme semi-conducteurs ki genyen de dimansyon nan zòn kontak la nan yon metal ki genyen de dimansyon pa pwovoke yttrium atòm dopan. Sa a se metal ki genyen de dimansyon itilize kòm yon kouch tanpon ant metal la ak semi-conducteurs a siprime efè a Fermi pinning nan koòdone la. Kouch tanpon an aji kòm yon "pon" efektivman amelyore efikasite nan transmisyon nan transpòtè soti nan metal a semi -conducteurs. Yttrium atòm dopan efektivman kontwole pozisyon nan nivo a Fermi nan metal la ki genyen de dimansyon reyalize aliyman bann ideyal ak kontak ohm nan aparèy la, simonte defi a syantifik nan baryè a Schottky nannan nan tranzisyon an faz intrinsèques de dimansyon.
Figi 1 ilistrasyon teyorik nan yon sèl kouch atomik dopan-induit ki genyen de dimansyon metalize teknoloji kontak ohmik
Dezyèmman, yo te "atomik-nivo kontwole presizyon dopan teknoloji a" envante. Yon twa-etap atomik-nivo pwosesis dopan nan ultra-ba pouvwa mou plasma-solid-sous aktif depozisyon metal-vakyòm rkwir te fèt efektivman difize ak enjekte solid-eta sous dopant atòm yo . Nouvo estrateji sa a kontak dopan se konpatib ak pwosesis la litografi nan ne la teknoloji 1nm.
Figi 2 karakterizasyon sistematik nan atomik-nivo dopan-pwovoke ki genyen de dimansyon metalizasyon
Twazyèmman, se ideyal ohmic kontak reyalize nan wafer-nivo de dimansyon semi-kondiktè. Se rezistans nan kontak pouse nan limit la pwopòsyon teyorik, rezistans nan aparèy total se osi ba ke 235Ω · μm, ak estatistik transmisyon metòd la liy (TLM) mwayèn kontak rezistans se sèlman 69 ± 13Ω · μm, ki satisfè kondisyon ki nan entènasyonal la Semiconductor teknoloji plan pou rezistans nan tranzistò nan nœuds nan lavni nan sikwi entegre.
Figi 3 Estrikti aparèy ak ohmik karakterizasyon kontak nan doub-pòtay 10nm ultra-kout kanal ki genyen de dimansyon tranzistò
Katriyèmman, li demontre ekselan pwopriyete elektrik konplè nan gwo-echèl kanal ultra-kout ki genyen de dimansyon tranzistò. Li montre konpòtman ideyal oblije chanje epi yo ka efektivman siprime efè a kanal kout. Pousantaj nan tanperati chanm balistik se kòm yon wo 79%, mwayèn nan subthreshold balanse SS nan seri a kat-mayitid aktyèl la se 67mv/Dec; Mwayèn sou-eta dansite aktyèl la se kòm yon wo 0. 84ma/μm; Se transconductance a maksimòm ogmante a 3.2ms/μm, ki se prèske yon lòd nan grandè pi wo pase lòt ki sanble ki genyen de dimansyon aparèy TMDs.
Figi 4 Karakteristik elektrik nan ultra-kout kanal ki genyen de dimansyon echèl etalaj tranzistò
Travay sa a eksplike pwosesis ki kache nan eleman ki ra sou latè yttrium-doped de dimansyon teknoloji chanjman faz ki sòti nan yon pèspektiv mekanis fizik, ak demontre posibilite a nan gwo-echèl preparasyon nivo wafer-nivo nan pèfòmans-wo ki genyen de dimansyon tranzistò. Paramèt kle elektwonik nan aparèy la satisfè kondisyon ki nan sikwi avanse ne entegre, demontre potansyèl la pèfòmans nan ki genyen de dimansyon semi-konduktors nan lavni aplikasyon pou sikwi entegre, ak bay referans enpòtan teyorik ak baz eksperimantal pou fè pwomosyon elektwonik ki genyen de dimansyon soti nan laboratwa nan endistri a endistri (Laboratwa-a-Fab).
(Orijin soti nan: https://www.cpc.pku.edu.cn/info/1015/2011.htm)