Une équipe de chercheurs de l'Université Purdue, SEMATECH et le SUNY College of Nanoscale Science and Engineering présenteront au Symposium 2014 sur la technologie VLSI leurs travaux impliquant le bisulfure de molybdène haute performance (MoS 2 ) transistors à effet de champ (FET).

La recherche de l'équipe est une étape importante pour la réalisation du MoS 2D ultra-scalé basse consommation 2 FET et l'avancement des dispositifs photoniques et électroniques basés sur des matériaux de dichalcogénure de métal de transition (TMD) tels que les cellules solaires, phototransistors et FET logiques de faible puissance. La recherche est soutenue par Semiconductor Research Corporation (SRC), le premier consortium de recherche universitaire au monde pour les semi-conducteurs et les technologies connexes, et SEMATECH.

Dans le cadre de la recherche, l'équipe a tiré parti du MoS 2 , qui a été étudiée de près ces dernières années par l'industrie des semi-conducteurs en raison de ses applications potentielles dans les dispositifs électriques et optiques. Cependant, une valeur de résistance de contact élevée limite les performances de l'appareil de MoS 2 FET de manière significative. Une méthode pour résoudre ce problème consiste à doper le MoS 2 film, mais le dopage du film atomiquement mince n'est pas trivial et nécessite une technique de traitement simple et fiable. La technique utilisée par l'équipe de recherche fournit un moyen efficace et simple de doper le MoS 2 film avec dopage chimique à base de chlorure et réduit considérablement la résistance de contact.

"Par rapport à d'autres dopants chimiques tels que le PEI (polyéthylène imine) et le potassium, notre technologie de dopage montre des performances de transistor supérieures, y compris un courant d'entraînement plus élevé, rapport de courant marche/arrêt plus élevé et résistance de contact plus faible, " a déclaré le professeur Peide Ye, Collège d'ingénieurs, Université Purdue.

Afin d'obtenir des FET performants, trois parties du dispositif doivent être soigneusement conçues :le canal semi-conducteur (densité de porteurs et sa mobilité); interface semi-conducteur-oxyde; et contact semi-conducteur-métal. Cette recherche vise notamment à éliminer le dernier obstacle majeur à la démonstration de MoS haute performance 2 FET, à savoir, haute résistance de contact.

Le MoS 2 FET utilisant la technique du dopage, qui ont été fabriqués à l'Université Purdue, peuvent être reproduits maintenant dans un environnement de fabrication de semi-conducteurs et présentent les meilleures performances électriques parmi tous les FET basés sur TMD rapportés. La résistance de contact (0,5 kΩ.μm) avec la technique de dopage est 10 fois plus faible que les échantillons contrôlés. Le courant d'entraînement (460 A/μm) est le double de la meilleure valeur de la littérature précédente.

"En raison des avancées récentes telles que les recherches présentées au symposium VLSI, Les matériaux 2D suscitent beaucoup d'intérêt dans l'industrie des semi-conducteurs, " dit Satyavolu Papa Rao, directeur de la technologie des procédés chez SEMATECH. « L'effort de collaboration entre les chercheurs et les ingénieurs de classe mondiale de cette équipe est un excellent exemple de la façon dont les partenariats consortium-université-industrie permettent davantage le développement de techniques de traitement de pointe. »

"Des contacts améliorés sont toujours souhaitables pour tous les appareils électroniques et optiques, " dit Kwok Ng, Directeur principal des sciences des appareils au SRC. "La technique de dopage présentée par cette équipe de recherche fournit un moyen valable d'obtenir une faible résistance de contact pour MoS 2 ainsi que d'autres matériaux TMD."