p No IEEE International Electron Devices Meeting deste ano (7 a 11 de dezembro de 2019), imec relata um estudo aprofundado de transistores em escala com MoS ₂ e demonstra o melhor desempenho do dispositivo até o momento para esses materiais. p MoS ₂ é um material 2-D, o que significa que pode ser cultivado de forma estável com espessura quase atômica e precisão atômica. Imec sintetizou o material em monocamada (0,6 nm de espessura) e dispositivos fabricados com contato escalonado e comprimento de canal, tão pequeno quanto 13nm e 30nm, respectivamente. Essas dimensões muito escalonadas, combinado com espessura de óxido de porta escalonada e dielétrico de alto K, permitiram a demonstração de alguns dos melhores desempenhos do dispositivo até agora. Mais importante, esses transistores permitem um estudo abrangente das propriedades fundamentais do dispositivo e calibração de modelos TCAD. O modelo TCAD calibrado é usado para propor um caminho realista para a melhoria do desempenho. Os resultados apresentados aqui confirmam o potencial dos materiais 2-D para escalonamento extremo do transistor - beneficiando tanto a lógica de alto desempenho quanto as aplicações de memória.

p Estudos teóricos recomendam materiais 2-D como o material de canal perfeito para escalonamento extremo de transistor, pois apenas pequenos efeitos de canal curto são esperados em comparação com os dispositivos baseados em Si atuais. Sugestões desse potencial já foram publicadas com transistores únicos construídos em flocos naturais de materiais 2-D.

p Pela primeira vez, A imec testou essas descobertas teóricas por meio de um conjunto abrangente de dados de transistores baseados em materiais 2-D. Os dispositivos com a menor pegada têm um comprimento de canal de 30nm e p "Embora ainda esteja a uma ordem de magnitude dos transistores de Si, trouxemos nossos dispositivos MOSFET para um reino onde eles mostram um desempenho promissor para futuras aplicações lógicas e de memória, "diz Iuliana Radu, Diretor de Exploração e Computação Quântica do imec. "Para fazer a ponte nesta ordem de magnitude, identificamos um caminho de melhorias sistemáticas, como uma redução adicional da espessura do óxido de porta, a implementação de uma arquitetura de portas duplas, e redução adicional de defeitos de canal e interface. Estamos transferindo esse insight para nossa plataforma wafer de 300 mm para transistores com materiais 2-D, que foi anunciado no IEDM do ano passado. "

p "Como um centro de pesquisa e inovação líder mundial, é função da imec empurrar o dimensionamento do dispositivo até o limite máximo. Estamos enfrentando esse desafio investigando diferentes opções de escala, fornecendo projeções ideais, e orientar a indústria a adotar as soluções propostas, declarou Luc Van den Hove, CEO da imec. "Nossos parceiros esperam que lideremos o caminho e os apoiemos na realização de seus roteiros, demonstrando o potencial de conceitos inovadores e materiais novos. É por isso que estou tão entusiasmado por termos demonstrado um excelente desempenho em dispositivos ultraescaláveis ​​com materiais 2-D , e um caminho confiável para melhorias futuras visando a produção em massa em fábricas industriais de 300 mm. "