Новый способ улучшить транзисторы из дисульфида молибдена

Тайваньские ученые разработали специальное «грунтовочное покрытие» для транзисторов на основе дисульфида молибдена (MoS₂). Это покрытие позволяет наносить очень тонкий слой изолятора без дефектов, при этом не мешая движению электронов.

Современный транзистор работает как переключатель. Он состоит из полупроводника (в данном случае — тонкий слой MoS₂), над которым расположен металлический затвор. Между затвором и полупроводником находится электрический изолятор, или затвор-диэлектрик. Когда на затвор подается напряжение, электрическое поле через изолятор управляет прохождением электронов через MoS₂. Чем тоньше изолятор, тем эффективнее управление.

Проблема с MoS₂

Особенность MoS₂ в том, что его поверхность не имеет «оборванных» химических связей, как у других полупроводников. Из-за этого обычные изоляционные материалы плохо ложатся на MoS₂, образуя неровный слой с дефектами. Эти дефекты могут вызывать утечку тока и мешать электронам свободно двигаться, снижая производительность транзистора.

Решение: ультратонкий буферный слой

Чтобы решить эту проблему, исследователи добавили между MoS₂ и основным изолятором очень тонкий буферный слой. Они нанесли на MoS₂ слой алюминия толщиной около 0,3 нанометра, а затем окислили его. Получился сплошной слой оксида алюминия толщиной примерно 0,42 нанометра.

Этот атомарно тонкий слой выполняет две важные функции:

• Создает идеальную поверхность для равномерного формирования основного диэлектрика, предотвращая образование щелей.
• Защищает канал MoS₂ от электрических помех со стороны диэлектрика, улучшая движение электронов.

Благодаря новой технологии, ученым удалось создать MoS₂ транзисторы с более эффективным диэлектриком затвора.

Источник: Время электроники