用于单层WS2顶栅晶体管的液态金属打印超薄氧化物
材料科学
2022-10-27 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
化学物理
摘要
二维（2D）半导体是互补金属氧化物半导体（CMOS）逻辑电路持续微缩的有前途的沟道材料。然而，其全部潜力持续受到缺乏可扩展的高k介电层的限制，这些介电层需要实现原子级平滑的界面、小的等效氧化物厚度（EOT）、优异的栅极控制和低漏电流。在此，我们报道了一种用于二维电子学和电光器件的液态金属打印的超薄且可扩展的 Ga2O3 介电层。我们直接观察到了由液态金属打印的保形特性所实现的原子级平滑的 Ga2O3/WS2 界面。我们展示了在化学气相沉积生长的单层 WS2 上，高k Ga2O3/HfO2 顶栅介电堆叠与原子层沉积的兼容性，实现了约 1 nm 的 EOT 和低至 84.9 mV/dec 的亚阈值摆幅。栅极漏电流完全满足超微缩低功耗逻辑电路的要求。我们的结果表明，液态金属打印氧化物能够弥合二维材料在下一代纳米电子学中可扩展介电集成的一个关键缺口。
引用
@article{arxiv.2210.14426,
title = {Liquid Metal Printed Ultrathin Oxides for Monolayer WS2 Top-Gate Transistors},
author = {Yiyu Zhang and Dasari Venkatakrishnarao and Michel Bosman and Wei Fu and Sarthak Das and Fabio Bussolotti and Rainer Lee and Siew Lang Teo and Ding Huang and Ivan Verzhbitskiy and Zhuojun Jiang and Zhuoling Jiang and Jian Wei Chai and Shi Wun Tong and Zi-En Ooi and Calvin Pei Yu Wong and Yee Sin Ang and Kuan Eng Johnson Goh and Chit Siong Lau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.14426},
year = {2022}
}