中科院物理所Nature Electron.：大规模，MoS2构建柔性透明电子器件！

Nanoyu

2020-09-24

第一作者：Na Li, Qinqin Wang

通讯作者：张广宇、杨蓉

通讯单位：中科院物理所

本文亮点：

1. 发展了一种改性的CVD制备工艺

2. 实现了高性能柔性透明晶体管阵列的可规模化制造

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原子级超薄二硫化钼（MoS₂）具有优异的力学、光学和电学性能，在集成柔性半导体电子材料器件领域备受关注。然而，制造具有高器件密度和高性能的大规模MoS₂基柔性集成电路仍然是一个挑战。

有鉴于此，中科院物理研究所张广宇、杨蓉等人使用4英寸晶圆级的MoS₂单分子膜，在柔性衬底上实现了透明的MoS₂基晶体管和逻辑电路的大规模集成。

方法

研究人员使用一种改进的化学气相沉积工艺来生长大晶粒尺寸的晶片级单分子膜和金/钛/金电极，以产生低至2.9 kΩ μm^-1的接触电阻。

性能

场效应晶体管（FETs）具有较高的器件密度（1518个晶体管/cm²）和高成品率（97%），并且具有较高的通断比(1010)、电流密度（~35 μA μm^-1）、迁移率(~55 cm² V^-1 s^-1)和柔性。

大面积

这种高性能晶体管阵列的可规模化制造（每片晶片具有54640个晶体管），使大面积灵活集成多级电路的生产成为可能。研究人员展示了用于反相器（在Vdd=4V时，电压增益高达107）、NOR门、NAND门、静态随机存取存储器（SRAM）和五级环形振荡器的电路。

小结

该研究工作提供了一种制作大规模柔性集成MoS₂器件的策略，对开发应用于计算、通信、传感和信息存储的柔性电子器件具有一定的价值。

参考文献：

Li, N., Wang, Q., Shen, C. et al. Large-scale flexible and transparent electronics based on monolayer molybdenum disulfide field-effect transistors. Nat Electron (2020)

DOI：10.1038/s41928-020-00475-8

https://doi.org/10.1038/s41928-020-00475-8