中国科学院大学教授周武课题组与多家单位协作,提出了一种全新的依据界面耦合的p型掺杂二维半导体办法。这一立异办法打破了硅基逻辑电路的底层“封印”,依据量子效应获得了三维笔直集成多层互补型晶体管电路,为后摩尔年代二维半导体器材的开展供给了思路。相关研讨近来发表于《天然》。
通过数十年开展,半导体工艺制程已逐渐迫临亚纳米物理极限,传统硅基集成电路难以依托进一步缩小晶体管面内标准来连续摩尔定律。开展笔直架构的多层互连CMOS逻辑电路以完成三维集成技能的打破,已成为世界半导体范畴活跃探寻的新方向。
研讨团队提出的新办法选用界面效应的颠覆性道路,工艺简略、作用安稳,能够有用坚持二维半导体本征的优异功能。在此基础上,他们使用笔直堆叠的方法制备了由14层范德华资料组成、包括4个晶体管的互补型逻辑门NAND以及SRAM等器材。
使用低电压球差校对扫描透射电镜,研讨团队对由14层范德华资料组成的NAND器材的截面结构能够进行了原子标准的深化表征。剖析依据成果得出,器材要害组分MoS2、CrOCl与h-BN层之间具有原子级明晰的界面。相应的电子能量丢失谱化学成像进一步证明了这一定论。密度泛函理论核算提醒了这种界面耦合诱导的极性回转源于过渡金属硫族化物(TMD)资料向CrOCl的电荷转移以及随同的电子间相互作用。
该掺杂战略预期可广泛适用于TMD资料与具有高功函数的层状绝缘体之间的界面,有望推进半导体电路先进三维集成逐渐开展。