Nano Res.[半导体]│国防科技大学秦石乔-朱梦剑课题组:范德华转移电极赋能高性能二维半导体P型晶体管

主要观点总结

本文介绍了基于二维半导体材料WSe 2的高性能单极型P型晶体管的研究成果。通过发展范德华接触工艺，构筑了具有高开态电流密度和低接触电阻的WSe 2晶体管。研究成果对于设计和构筑高性能单极型P型二维晶体管以及进一步构筑大规模二维半导体CMOS集成电路具有重要意义。

关键观点总结

关键观点1: 背景介绍

基于原子级厚度二维半导体的高性能场效应晶体管在后摩尔时代的集成电路器件技术中展现出巨大潜力，其中N型二维晶体管已经展现出性能优势，但单极型P型二维半导体晶体管仍面临挑战。

关键观点2: 成果简介

通过发展范德华接触工艺，成功构筑了具有高开态电流密度和低接触电阻的高性能单极型P型二维晶体管。选择了具有高功函数的金属钯（Pd）作为接触电极，降低接触界面的肖特基势垒，实现空穴的有效注入。通过预制在平整衬底表面的Pd电极阵列的范德华转移方法，集成到单层WSe 2上作为晶体管的源漏电极，避免了传统工艺对材料的损伤。

关键观点3: 主要研究成果

所构筑的WSe 2晶体管展现出优异的电学性能，如高迁移率、高开态电流密度、低接触电阻等。系统的电学输运表明空穴输运表现出零肖特基势垒行为。研究成果为设计和构筑高性能单极型P型二维晶体管以及进一步构筑大规模二维半导体CMOS集成电路提供了重要参考。

关键观点4: 作者简介与实验室介绍

二维信息材料与器件技术课题组依托国防科技大学的优势学科，开展新型信息材料与器件的应用基础研究。课题组与国内外一流实验室建立了紧密高效的合作交流，并拥有一整套完备的低维半导体实验平台。

文章预览

‍ ‍ 背景介绍 基于原子级厚度二维半导体的高性能场效应晶体管在后摩尔时代的集成电路器件技术中展现出巨大潜力。目前以MoS 2 晶体管为代表的N型二维晶体管已经展现出超越硅基器件的性能优势。然而，目前单极型P型二维半导体晶体管仍然具有很大挑战，P型器件面临饱和电流密度低（小于 10 μA·μm -1 ）和接触电阻大（大于 100 kΩ·μm）等关键问题。二维P型晶体管的性能主要受到金属与半导体功函数失配引起的肖特基势垒以及接触界面处缺陷导致的费米能级钉扎的限制。因此，开发专门面向二维P型晶体管的电极接触工艺，从而有效降低二维半导体器件中的金半接触电阻，对提升P型器件性能和二维半导体CMOS集成电路技术至关重要。 成果简介 我们发展了一整套针对二维半导体单层WSe 2 沟道材料的范德华接触工艺，构筑了具有高开态电流密度和 ………………………………