Advancing Monolayer 2-D nMOS and pMOS Transistor Integration From Growth to Van Der Waals Interface Engineering for Ultimate CMOS Scaling

PMOS逻辑 NMOS逻辑 物理 拓扑(电路) CMOS芯片 材料科学 电气工程 晶体管 光电子学 量子力学 工程类 电压
作者
C. J. Dorow,Kevin O’Brien,Carl H. Naylor,Sudarat Lee,Ashish Verma Penumatcha,Andy Hsiao,Tristan A. Tronic,Mike Christenson,K. Maxey,Hui Zhu,A. Oni,Urusa S. Alaan,Tanay A. Gosavi,Arnab Sen Gupta,Robert Bristol,Scott B. Clendenning,M. Metz,Uygar E. Avci
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:68 (12): 6592-6598 被引量:46
标识
DOI:10.1109/ted.2021.3118659
摘要

2-D-material channels enable ultimate scaling of MOSFET transistors and will help Moore’s Law scaling for years. We demonstrate the state of both n- and p-MOSFETs using monolayer transition metal dichalcogenide (TMD) channels of sub-1 nm thickness and manufacturable CVD, molecular beam epitaxy (MBE), or seeded growth. nMOS devices on transferred MBE MoS 2 using novel contact metal show low variation, one of the lowest reported contact resistances ( ${R}_{\text {c}}$ ) of 0.4 $\text{k}\Omega \cdot \mu \text{m}$ , low hysteresis, and good subthreshold swing (SS) of 77 mV/dec. pMOS devices using CVD WSe 2 show 89 mV/dec SS, best reported for pMOS on grown films, but ON-current remains behind nMOS. We show ${R}_{\text {C}}$ is improved by $5\times $ by using a bake process prior to contact metal deposition. Transfer-free, area-selective seeded growth techniques for WS 2 and MoS 2 are demonstrated as options for wafer-scale TMD channel growth. WS 2 transistors achieve 10 $\mu \text{A}/\mu \text{m}$ ON-current, highest reported on WS 2 using seeded growth. A new capacitance method is shown to monitor 2-D material contact interface quality. Gate-oxide interface engineering through metal seeding and atomic layer deposition (ALD) demonstrates that a single 2-D channel material can selectively make pMOS or nMOS transistors, alike Si CMOS, and can also be used as a method to achieve p-type doping. We compare back-gated bare channel devices with dual-gate devices and observe hysteresis-free operation and an improvement in mobility with proper passivation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
HP完成签到,获得积分0
1秒前
小城故事完成签到,获得积分10
2秒前
朴实的书白完成签到,获得积分10
2秒前
药药55完成签到,获得积分10
2秒前
Kristine完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
小羊完成签到,获得积分10
4秒前
拉长的秋白完成签到 ,获得积分10
4秒前
寒冷的严青完成签到 ,获得积分10
4秒前
旱厕蜗牛完成签到,获得积分10
5秒前
明亮白山完成签到 ,获得积分10
5秒前
张茗瑄发布了新的文献求助10
5秒前
夏雨完成签到 ,获得积分10
5秒前
dldldl完成签到,获得积分10
6秒前
Mark完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
JOE完成签到,获得积分10
6秒前
姚怜南完成签到,获得积分10
6秒前
sunny发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
123发布了新的文献求助10
9秒前
ZZbomb完成签到 ,获得积分10
10秒前
闲来逛逛007完成签到 ,获得积分10
11秒前
yuan完成签到,获得积分10
11秒前
风清扬完成签到,获得积分0
12秒前
hh完成签到,获得积分10
12秒前
做实验的猹完成签到,获得积分10
13秒前
半夏完成签到,获得积分10
14秒前
dan1029发布了新的文献求助10
14秒前
dan1029发布了新的文献求助10
14秒前
wyx完成签到 ,获得积分10
14秒前
完美世界应助dali采纳,获得10
15秒前
卯哲宇完成签到 ,获得积分10
17秒前
栎an完成签到 ,获得积分10
18秒前
Improve完成签到,获得积分10
18秒前
yh完成签到,获得积分10
19秒前
123发布了新的文献求助10
19秒前
cdercder应助rayan采纳,获得10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Perfectionism in School: When Achievement Is not So Perfect 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7726480
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9278761
关于积分的说明 20128383
捐赠科研通 7303494
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3302167
关于科研通互助平台的介绍 2455568
邀请新用户注册赠送积分活动 2310118