自对准范德瓦耳斯异质结二极管与晶体管
应用物理
2018-02-06 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
本文报道了一种通用的自对准制造方案，适用于基于范德瓦耳斯材料与异质结的多种电子器件。具体而言，自对准使得在单层 MoS2 中制造源极门控晶体管成为可能，其具有近乎理想的电流饱和特性以及小至 135 nm 的沟道长度。此外，范德瓦耳斯 p-n 异质结二极管的自对准在双栅几何结构中实现了对 p 型与 n 型组成半导体的完全静电控制，从而产生栅极可调的平均值与方差均呈反双极高斯特性。通过有限元器件仿真，阐明了源极门控晶体管与双栅反双极器件的工作原理，从而为采用自对准几何结构的其他器件提供了设计规则。例如，该方案的多功能性通过接触掺杂 MoS2 同质结二极管以及基于有机半导体的混合维度异质结得以展示。该方案的可扩展性也通过以下方式得到证明：利用光刻技术在化学气相沉积生长的大面积 MoS2 薄膜上制造出自对准短沟道晶体管，其亚衍射沟道长度在 150 nm 至 800 nm 范围内。总体而言，这种自对准制造方法标志着范德瓦耳斯异质结器件向更复杂电路与系统的可扩展集成迈出了重要一步。
引用
@article{arxiv.1802.01043,
title = {Self-Aligned van der Waals Heterojunction Diodes and Transistors},
author = {Vinod K. Sangwan and Megan E. Beck and Alex Henning and Jiajia Luo and Hadallia Bergeron and Junmo Kang and Itamar Balla and Hadass Inbar and Lincoln J. Lauhon and Mark C. Hersam},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.01043},
year = {2018}
}