Nature Electronics：具有局部固态扩展掺杂的互补碳纳米管金属-氧化物-半导体场效应晶体管

吴宗涵

2023-10-31

一维碳纳米管等低维半导体可用于将金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）的栅极长度缩小到硅基晶体管的极限以下。然而，为这种系统开发工业兼容的掺杂策略和极性控制方法是具有挑战性的。鉴于此，来自台湾半导体制造公司企业研究的Matthias Passlack等人报道了一种顶栅互补碳纳米管MOSFET。

文章要点：

1) 该研究使用局部共形固态扩展掺杂来设置器件极性并实现性能匹配，晶体管的沟道保持未掺杂，提供+0.29 V和-0.25 V的互补金属-氧化物-半导体兼容n和p-MOSFET阈值电压，铸造兼容的制造工艺实现了从用于n型器件的氮化硅（SiN_x）中的缺陷水平或用于p型器件的SiN_x/氧化铝（Al₂O₃）界面处的静电偶极子的扩展中的局部电荷转移；

2) 此外，研究观察到SiN_x缺陷密度接近5×10¹⁹ cm⁻³，可以在缩放纳米管器件的扩展中维持0.4 nm⁻¹的碳纳米管载体密度，该技术可能适用于其他先进的场效应晶体管沟道材料，包括二维半导体。

参考资料：

Zhang, Z., Passlack, M., Pitner, G. et al. Complementary carbon nanotube metal–oxide–semiconductor field-effect transistors with localized solid-state extension doping. Nat Electron (2023).

10.1038/s41928-023-01047-2

https://doi.org/10.1038/s41928-023-01047-2