用于先进半导体器件的自支撑含氟聚合物薄膜转移

高质量的介电薄膜对于制造先进的电子器件至关重要，但直接沉积往往会降低薄膜及其底层界面的质量，从而损害器件性能，尤其是在敏感或低粘附性表面上。为了克服这些限制，薄膜转移方法能够在不损坏底层界面的情况下将高质量介电薄膜集成到此类表面上。然而，现有的转移方法主要集中在高介电常数（高κ）材料上，留下了可转移、高质量低κ替代品的关键空白，而低κ材料是实现低功耗和高速电子器件所必需的。在此，我们通过展示一种将具有光滑表面形貌的自支撑低κ含氟聚合物介电薄膜集成到各种基底（包括氢终止金刚石等低粘附性表面）上的方法来解决这一需求。转移后的薄膜显示出高击穿场强，为${8.0}\pm{1.2}$ MV cm$^{-1}$，击穿前的漏电流密度通常保持在${10}^{-7}$ A cm$^{-2}$以下。将这些含氟聚合物薄膜作为p沟道氢终止金刚石场效应晶体管的栅极介电层，获得了具有可忽略的迟滞、高沟道迁移率（${\approx}400$ cm$^{2}$V$^{-1}$s$^{-1}$）和低界面陷阱密度（${\le}3{\times}10^{11}$ cm$^{-2}$eV$^{-1}$）的转移和输出特性。这些发现凸显了转移方法的通用性，并将自支撑含氟聚合物定位为形成用于先进电子器件的高质量介电/半导体界面的有前景平台。