Nat. Electron. 采用hBN电介质和高内聚能金属栅电极的二维材料基晶体管

主要观点总结

本文介绍了基于二维材料的新型晶体管，使用六角氮化硼（h-BN）作为介电质和金属电极。研究解决了通过化学气相沉积（CVD）生长的h-BN的漏电流和过早介电击穿问题，具有高内聚能的金属电极的应用被强调。成果在Nature Electronics上发表，展示了金属电极对降低漏电流和提高介电强度的重要作用。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

最早的商用晶体管采用了全硅的自上向下结构，但随着晶体管尺寸的缩小，漏电流和介电质击穿问题出现。英特尔用二氧化铪（HfO2）替代SiO2，二维（2D）半导体材料如二硫化钼（MoS2）和二硒化钨（WSe2）被提议作为未来商用晶体管的替代候选材料。然而，它们与大多数介电材料之间的界面存在问题。

关键观点2: 成果介绍

阿卜杜拉国王科技大学Mario Lanza团队在Nature Electronics上发表了关于使用六角氮化硼（h-BN）作为介电质和金属电极的二维材料晶体管的研究。该研究展示了具有高内聚能的金属栅极电极如何减轻通过CVD生长的多层h-BN的漏电流和过早介电击穿。

关键观点3: 主要成果

使用Pt和W等高内聚能金属电极，相比Au电极，可以降低约500倍的栅极漏电流，并提供约5倍高的介电强度。这一表现通过多个器件和统计方法得到验证，包括基于CMOS技术的微芯片。

关键观点4: 应用前景

该研究为加速二维材料在固态微电子器件和电路中的应用提供了可能。高质量h-BN单晶等耗材，器件和光刻掩膜版定制等微纳加工服务，以及各种测试分析也得到了简要介绍。

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