使用激光輻照p型摻雜方法制備出同質二維MoTe2 CMOS反向器和p-n結
在過去六十年,硅基微電子技術改變了世界。可以好不夸張的說現代文明是建立在芯片之上的。硅基半導體集成電路近六十年的發展一直遵循摩爾定律,但摩爾定律現在已不適用于如今的集成電路發展趨勢,根本原因是硅材料已達到它發展的物理**。
單原子層二維材料的出現為如今的集成電路延續摩爾定律提供了新的可能,所以基于二維材料邏輯器件的研究方興未艾。反相器是集成電路中基本的邏輯器件,反相器的制備工藝相對于其他基本邏輯器件如:與非門,或非門,異或門等的制備工藝是簡單的,所以基于二維材料反相器的研究是普遍的。以前二維材料反向器普遍的制備方法是將一種p型二維材料和一種n型二維材料轉移到一起,再制備出CMOS反向器,這種方法制備出的反相器要想實現穩定的輸出需要p型和n型二維材料的厚度,遷移率,面積相匹配,工藝難度高。后來研究人員為了降低工藝難度將一種雙極型二維材料分別實現p型和n型摻雜,再制備出CMOS反向器,這種反相器制備方法雖然取得了相當好的結果但工藝難度依然很高。
復旦大學劉冉課題組通過一步激光p型摻雜法在n型MoTe2上制備出了高性能CMOS反向器和p-n結大大降低了反向器制備的工藝難度為二維材料邏輯器件的研究提供了新的思路。激光p型摻雜制備出的MoTe2 CMOS反向器在VDD =2 V時靜態直流電壓增益高達28,取得了很好的噪聲邊緣值(NMH = 0.52 VDD, NML = 0.40 VDD),在10 KHz時的交流電壓增益可以到4,反相器性能可以達到同類型研究中**的結果。相關論文在線發表在Small(DOI: 10.1002/smll.202001428)上。