Naturaleza: resistencia de contacto ultrabaja entre semimetales y semiconductores de una sola capa

Primer autor: Pin-Chun Shen, Cong Su, Yuxuan Lin, Ang-Sheng Chou

Autor de correspondencia: Pin-Chun Shen, Lain-Jong Li, Jing Kong

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Correspondencia: Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC)

La electrónica avanzada más allá del silicio requiere tanto materiales de canal como el descubrimiento de resistencia ultrabaja contactos. Los semiconductores bidimensionales atómicamente delgados tienen un gran potencial para realizar dispositivos electrónicos de alto rendimiento. Sin embargo, hasta ahora, los transistores semiconductores 2D se han visto limitados por la barrera de energía en la interfaz metal-semiconductor debido a los estados intersticiales inducidos por el metal (MIGS), lo que fundamentalmente conduce a una alta resistencia de contacto y capacidades deficientes de transferencia de corriente. Recientemente, Pin-Chun Shen y Jing Kong del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Lain-Jong Li de la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) y otros publicaron un artículo titulado "Resistencia de contacto ultrabaja entre semimetal y monocapa" en el periódico internacional artículo de investigación de la reconocida revista "Nature" semiconductors”. Informaron de un contacto óhmico entre el bismuto semimetálico y los compuestos de azufre de metales de transición (TMD) monocapa semiconductores, donde el MIGS se suprime por completo y se forman estados degenerados en el TMD en contacto con el bismuto. Con este método, lograron una altura de barrera Schottky cero, una resistencia de contacto de 123 ohmios y una densidad de corriente en estado activo de 1135 microamperios/micrón en una sola capa de MoS2. Hasta donde saben, estos dos valores son los valores más bajo y más alto que aún no se han registrado. También demostraron que se pueden formar excelentes contactos óhmicos en una variedad de semiconductores de una sola capa, incluidos MoS2, WS2 y WSe2. La resistencia de contacto que informaron es una mejora sustancial con respecto a los semiconductores bidimensionales y se acerca al límite cuántico. Esta tecnología revela el potencial de los transistores de una sola capa de alto rendimiento comparables a los últimos semiconductores tridimensionales, permitiendo mayores reducciones en el tamaño del dispositivo y la extensión de la Ley de Moore.

Figura 1: Concepto de saturación del estado de hueco en contacto semimetal-semiconductor

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/articles/s41586-021-03472-9