一场技术革命即将到来，它将改变我们使用的设备。在李英熙教授的领导下，来自韩国基础科学研究所(IBS)集成纳米结构物理中心的一组研究人员公布了一项新发现，该发现可以大大改善场效应晶体管(FET)的制造。
他们的研究发表在《自然纳米技术》杂志上。
高性能场效应晶体管(FET)是下一代超硅基半导体技术的重要组成部分。当器件小型化到3纳米以下时，当前的三维硅技术会受到FET性能下降的影响。
为了克服这一限制，研究人员在过去十年中研究了单原子厚(~0.7 nm)的二维(2D)过渡金属二硫族化合物(TMDs)作为理想的场效应管平台。然而，由于无法在晶圆规模上展示集成，它们的实际应用受到限制。
一个主要问题是在制造过程中产生的残留物。传统上，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)被用作设备转移的支撑支架。这种材料因在TMD表面留下绝缘残留物而臭名昭著，这通常会在转移过程中对脆弱的TMD片材产生机械损伤。
作为PMMA的替代品，其他几种聚合物如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、乙烯醋酸乙烯(EVA)、聚乙烯吡罗烷酮(PVP)和有机分子包括石蜡、醋酸纤维素、萘都被提议作为支撑载体。然而，在转移过程中不可避免地会引入残留物和机械损伤，从而导致FET性能的下降。
IBS的研究人员解决了这个问题，并通过成功利用聚丙烯碳酸酯(PPC)进行无残留物湿转移取得了有趣的突破。使用PPC不仅可以消除残留，而且可以使用化学气相沉积法生产晶圆级TMD。以前制造大规模tmd的尝试经常导致在转移过程中发生的皱纹。PPC与TMD之间的弱结合亲和力不仅消除了残基，而且消除了皱褶。
该研究的第一作者Ashok Mondal先生说:“我们选择的PPC转移方法使我们能够制造厘米级的tmd。以前，TMD仅限于使用冲压方法生产，这种方法产生的薄片尺寸仅为30-40 μm。”
研究人员使用半金属Bi接触电极和单层MoS2(通过PPC方法转移)构建了FET器件。结果表明，在二硫化钼层上残留的PPC残留量小于0.08%。由于没有界面残留，该器件的欧姆接触电阻为RC ~78 Ω-µm，接近量子极限。在15k时，h-BN衬底的通断比高达1011，通断电流高达1.4 mA/µm。
这一发现是世界上首次证明了cvd生长的TMD的晶圆规模生产和转移。以这种方式生产的最先进的FET器件被发现具有远远超过先前报道值的电学特性。相信利用现有的集成电路制造技术，该技术可以很容易地实现。
该研究的共同通讯作者Chandan Biswas博士说:“希望我们在无残留PPC转移技术上的成功将鼓励其他研究人员在未来进一步开发各种TMD设备的改进。”
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