MIT/台积电联手《Nature》!

当金属材料与材料相接触的时候,在界面处半导体的能带弯曲,形成肖特基势垒,导致了较大的界面电阻。原子级厚度的二维半导体在实现高性能电子器件方面具有巨大的潜力。然而,由于金属-诱导-间隙态的存在,肖特基势垒从根本上导致了较高的接触电阻和较差的电流传递能力,制约了二维半导体晶体管的改进。
当金属材料与材料相接触的时候,在界面处半导体的能带弯曲,形成肖特基势垒,导致了较大的界面电阻。原子级厚度的二维半导体在实现高性能电子器件方面具有巨大的潜力。然而,由于金属-诱导-间隙态(metal-induced gap states,MIGS)的存在,肖特基势垒从根本上导致了较高的接触电阻和较差的电流传递能力,制约了二维半导体晶体管的改进。 近日,麻省理工大学Pin-Chun Shen、Jing Kong与台积电Lain-Jong Li等人合作,使得半导体单层过渡金属硫合物(TMD)与半金属铋相互接触时,自发形成了简并态,并充分抑制了金属-诱导-间隙态,实现了欧姆接触。接触电阻的改变对于二维半导体来说是一个实质性的改进,接近了量子极限。该技术揭示了高性能单层晶体管的潜力,可与最先进的三维半导体相媲美,使设备进一步缩小规模并扩展摩尔定律。该研究以“Ultralow contact resistance between semimetal and monolayer semiconductors”为题发表在最新一起的《Nature》上。 文章亮点: 1、实现了金属-半导体的欧姆接触 2、在单层MoS2上实现了零肖特基势垒高度、123 Ω μm的接触电阻和1135 μA/μm的ON态电流密度(分别是目前的最低值和最高值) 3、在不同的单层半导体上(如MoS2, WS2和WSe2)都可以形成良好的欧姆接触 半金属-半导体接触间隙态饱和的概念

原文刊载于【高分子科学前沿】公众号

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