韓國基礎科學研究所范德華量子固體中心的研究團隊找到了一種新方法,實現了寬度小于1納米的一維金屬材料的外延生長。值得注意的是,他們使用的是一維金屬作為超小型化晶體管的柵極電極。這項研究于3日發表在《自然·納米技術》雜志上。
半導體器件的集成度取決于柵極電極的寬度和長度。在傳統的半導體制造工藝中,由于光刻分辨率的限制,將柵極長度減少到幾納米以下是不可能的。二維半導體二硫化鉬的鏡面孿晶邊界(MTB)是寬度僅為0.4納米的一維金屬,因此,研究人員將其用作柵極電極,可克服光刻工藝的限制。 在這項研究中,通過在原子水平上控制現有二維半導體的晶體結構,研究團隊將其轉化為一維MTB,實現了一維MTB金屬相。這不僅是下一代半導體技術的重大突破,也是基礎材料科學的重大突破,它展示了通過人工控制晶體結構可大面積合成新材料相。 一維MTB晶體管在電路性能方面也具有優勢。用于硅半導體器件小型化的鰭式場效應晶體管或全環繞柵極晶體管等技術由于器件結構復雜,容易產生寄生電容,導致高集成度電路不穩定。相比之下,一維MTB晶體管由于結構簡單、柵極寬度極窄,可以將寄生電容降至最低。 研究人員表示,通過外延生長實現的一維金屬相是一種新型材料工藝,可應用于超小型半導體制造,有望成為未來開發各種低功耗、高性能電子設備的關鍵技術。 |