FET는 대부분의 전류의 저항이 횡전계에 의해 제어될 수 있는 트랜지스터입니다. 이러한 장치들은 지난 10여 년 동안 반도체에서 전류의 흐름을 제어하는 데 매우 귀중한 솔루션임이 입증되었다.
최근 전 세계 전자공학자들이 FET를 더욱 발전시키기 위해 FET의 크기를 줄이려고 시도하고 있다. 이러한 노력은 장치 속도를 증가시키고 전력 소비를 감소시키는 것으로 밝혀졌지만, 이는 또한 단채널 효과(FET의 채널 길이가 기판 내 소스 및 드레인 접합의 공간 전하 영역과 대략 동일할 때 발생하는 부정적인 영향)와 관련이 있다.
높은 반송파 이동성 및 초박형 고-k 유전체를 갖는 2D 반도체 채널의 사용은 장벽 저하 및 속도 포화(즉, 유전 상수가 높은 재료)를 포함하는 이러한 바람직하지 않은 영향을 완화할 수 있다. 산화물 두께가 비슷한 유전체와 2D 반도체를 통합하는 것은 매우 어려운 것으로 입증되었다.
최근, 베이징 대학과 오스틴에 있는 텍사스 대학의 연구원들은 2D 반도체 기반 트랜지스터와 0.5nm 이하의 유전체 층의 성공적인 통합을 증명했다. 네이처 일렉트로닉스에 발표된 논문에서 설명된 그들의 디자인은 미래에 더 작고, 더 빠르고, 더 효율적인 FET 개발을 위한 길을 열어줄 수 있다.
연구의 저자 중 한 명인 하일린 펭은 테크엑스플로어에 “이전에 우리는 2D Bi2O2Se의 다결정 고(유전 상수) 네이티브 산화물 유전체를 합성했고 그 등가 산화물 두께(EOT)를 0.9nm까지 줄일 수 있지만 누출 전류는 저전력 한계를 초과한다는 것을 발견했다”고 말했다. “2D Bi2O2Se의 층상 결정 구조와 2D 물질의 삽입에서 영감을 받아 전구체의 격자 골격을 유지하기 위한 삽입 산화 공정을 설계하여 추가 다운스케일링을 위한 절연성이 향상된 단결정 네이티브 산화물을 생성했습니다.”
펭과 그의 동료들은 그들의 유전체를 2D 반도체와 통합하기 위해 UV 보조 인터칼레이션 산화를 사용했다. 먼저, 그들은 저압 수은 램프에서 방출되는 185 nm 자외선을 사용하여 공기 중의 산소 분자를 원자 산소로 분해했다.
