使用有机氧化铝作为顶栅的黑磷双栅晶体管

黑磷是一种高迁移率的二维半导体材料。由于黑磷容易与水和氧发生反应形成磷的氧化物，因此对黑磷顶栅介质的种类和沉积条件提出了很大的挑战，使得目前基于黑磷的电子器件多数采用的是背栅型，这极大地限制了黑磷器件的实际应用。但是，为了黑磷器件最终实用化，制备顶栅结构的黑磷器件至关重要。由于二维材料表面没有悬挂键，所以很多人普遍沉积1-2 nm的金属Al作为种子层。而金属Al在室温下氧化形成的氧化铝含有大量缺陷，严重地限制了器件的性能。同时，黑磷在在水氧的环境中容易形成磷的氧化物，失去半导体特性。针对这一问题，我们使用乙二醇作为氧源，利用分子层沉积技术（MLD）研发新型铝基有机薄膜（alucone）作为黑磷的保护层和介质层。与臭氧和水作为氧源相比，乙二醇可以明显降低黑磷表面的氧化程度，迁移率提高了4.5倍。同时，首次在黑磷顶栅晶体管中观察到了金属-绝缘态的转变，表明了黑磷和alucone优异的界面特性。此项研究成果发表于微电子器件领域国际顶级学术期刊《IEEE Electron Device Letters》。文章链接：

https://ieeexplore.ieee.org/document/8490872?tdsourcetag=s_pctim_aiomsg