أداء مذهل في Imec لـ FETs من النوع p مع أحادي الطبقة WSe2 تمثل القنوات والوحدات النمطية المتوافقة مع FAB لتشكيل اتصال المصدر / الصرف وتكامل مجموعة البوابة تقدمًا كبيرًا في التكنولوجيا القائمة على المواد ثنائية الأبعاد.
استبدال قنوات التوصيل Si بطبقات رقيقة ذريًا مصنوعة من ثنائي كالكوجينيدات الفلز الانتقالي ثنائي الأبعاد (MX2) يعد بتمكين القياس النهائي لطول البوابة والقناة، مع الحفاظ على تحكم جيد في القناة الكهروستاتيكية وإمكانية تنقل عالية للناقل.
تشمل المعالم الحاسمة التي يتعين تحقيقها ترسيب طبقة المواد ثنائية الأبعاد عالية الجودة، وتكامل كومة البوابة، وتكوين اتصال المصدر/الصرف منخفض المقاومة، وتكامل القوات المسلحة البوروندية 300 مم.
أيضًا، بينما تركز معظم الجهود على تحسين الأجهزة من النوع n (مع قنوات مصنوعة من WS2 أو موس2)، هناك حاجة إلى المزيد من العمل الأساسي على الأجهزة من النوع p، والتي تتطلب مواد قناة مختلفة (مثل WSe2).
“إيداع HfO عند البوابة العلوية2 عازل على رأس MX2 تتطلب القناة طبقة بذرة إضافية لدعم HfO2 النواة والنمو “، يقول Imec vp Gouri Sankar Kar. “بالنسبة لـ nFETs، يتم حل هذا عن طريق إنشاء Al Oس الطبقة البينية، ولكن هذا النهج يمثل تحديًا بالنسبة لـ pFETs نظرًا للخصائص المختلفة لـ WSe2 مادة القناة مقارنة بنظيراتها من النوع n. في صبالتعاون مع TSMC، بدأنا بطبقة ثنائية اصطناعية من WSe2، والتي تم تشكيلها من خلال نقل اثنين من WSe عالي الجودة لاحقًا2الطبقات الأحادية من TSMC على ركائزنا. قمنا بعد ذلك بأكسدة الجزء العلوي من WSe2 أحادي الطبقة، وتحويلها إلى طبقة بينية تدعم بنجاح ترسب HfO2 أكسيد البوابة. أدى نهج التكامل القائم على المختبر المتوافق مع القوات المسلحة البوروندية إلى أداء قياسي لـ pFETs ذات البوابات المزدوجة.
قام التعاون بين imec وIntel بتطوير وحدات قابلة للتصنيع مقاس 300 مم لاتصالات المصدر/التصريف وتكامل مكدس البوابة، من النوع n (WS)2 وموس2) ونوع p (WSe2) 2D-FETs.
“يتمثل الابتكار الرئيسي في تطبيق عملية حفر أكسيد انتقائية على طبقات المواد ثنائية الأبعاد عالية الجودة من Intel، والتي تم تغطيتها بواجهة AlOس الطبقة، وهو HfO2 طبقة و SiO2“يشرح غوري سانكار كار. “لقد سمحت عملية الحفر بالأكسيد بتكوين جهات اتصال علوية متوافقة مع الطراز الدمشقي – وهي الأولى من نوعها في العالم. بالإضافة إلى ذلك، أثناء عملية الحفر بالتلامس العمودي، يتم استخدام AlO للواجهة البينيةس تم حفر الطبقة بشكل جانبي في نفس الوقت، مما أدى إلى إزالة Al Oس من منطقة القناة أدى هذا إلى خفض نسبة EOT للبوابة العلوية بشكل كبير مما أفاد خصائص نقل البوابة.
