पहली बार, 50 एनएम संपर्क पॉली पिच (सीपीपी) के साथ स्केल किए गए एनएफईटी (चैनल सामग्री के रूप में एमओएस 2 को लागू करना) और पीएफईटी (या तो डब्ल्यूएस 2 या डब्ल्यूएसई 2-आधारित) को अच्छे वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं के साथ प्रदर्शित किया जा सकता है।
ये परिणाम अल्ट्रा-स्केल्ड लॉजिक के साथ-साथ बैक-एंड और वेफर बैकसाइड अनुप्रयोगों के लिए परिकल्पित 2डी-सामग्री आधारित ट्रांजिस्टर के लैब-टू-फैब संक्रमण में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करते हैं।
2डी ट्रांज़िशन मेटल डाइक्लोजेनाइड्स (टीएमडी, जैसे एमओएस2, डब्ल्यूएस2, और डब्ल्यूएसई2) में लॉजिक स्केलिंग टेक्नोलॉजी रोडमैप को बढ़ाने और बढ़ाने की क्षमता है।
जब सी की जगह परमाणु रूप से पतले चालन चैनलों के रूप में एकीकृत किया जाता है, तो ये सामग्रियां उच्च-प्रदर्शन वाले स्केल्ड ट्रांजिस्टर को सक्षम बनाती हैं – जो अल्ट्रा-स्केल्ड लॉजिक के साथ-साथ बैक-एंड-ऑफ-लाइन और वेफर बैकसाइड अनुप्रयोगों के लिए आकर्षक हैं।
वे अल्ट्रा-स्केल्ड गेट और चैनल लंबाई पर भी स्वीकार्य वाहक गतिशीलता बनाए रखते हुए अपने अच्छे इलेक्ट्रोस्टैटिक चैनल नियंत्रण के लिए इस वादे का श्रेय देते हैं।
लेकिन औद्योगिक अपनाने का मार्ग अब तक 300 मिमी एकीकरण मार्ग की कमी से बाधित हुआ है जो प्रयोगशाला पैमाने पर बड़े पैमाने पर प्रदर्शित प्रदर्शन को संरक्षित करते हुए उद्योग-प्रासंगिक आयामों पर टीएमडी-आधारित एन और पीएफईटी की पेशकश कर सकता है।
एएसएमएल, टीएसएमसी और आईएमईसी और अब टीएमडी-आधारित एन और पीएफईटी के लिए एक स्केलेबल, बैक-एंड-संगत 300 मिमी एकीकरण दृष्टिकोण प्रस्तुत करते हैं, जिसके तीन प्रमुख परिणाम सामने आए हैं:
(1) 50एनएम कॉन्टेक्टेड पॉली पिच (सीपीपी) के साथ स्केल्ड एन और पीएफईटी – दुनिया में पहली बार;
(2) दोनों ट्रांजिस्टर ध्रुवों के लिए शून्य गेट वोल्टेज (Vg=0V) पर बहुत कम ऑफ करंट (Ioff);
और (3) डब्ल्यूएसई2 चैनल वाले पीएफईटी रिकॉर्ड लैब-आधारित उपकरणों के करीब प्रदर्शन करते हैं।
94% परिचालन ट्रांजिस्टर के साथ (यानी, Imax/Imin >10 के साथ)।5), सीएमओएस-जैसा एकीकरण दृष्टिकोण – एन और पीएफईटी के साथ एक ही 300 मिमी वेफर पर एकीकृत – मजबूत और स्थिर साबित हुआ है।
प्रस्तावित प्रक्रिया प्रवाह MoS2, WS2 और WSe2 के अलावा 2D चैनल सामग्रियों पर लागू है।
गौरी शंकर कर, वीपी आर एंड डी कंप्यूट और मेमोरी डिवाइस टेक्नोलॉजीज आईएमसी में: “2 डी टीएमडी सामग्रियों पर आधारित ट्रांजिस्टर आमतौर पर छोटे चैनल लंबाई के लिए अनुकूलित होते हैं। हालांकि, उनके पास आमतौर पर संपर्क प्रतिरोध को जितना संभव हो उतना कम रखने के लिए एक बड़ा संपर्क क्षेत्र होता है, जिससे आगे स्केलिंग में बाधा आती है। पहली बार, हमने 50 एनएम सीपीपी हासिल किया – गेट लंबाई और स्रोत / नाली संपर्क लंबाई दोनों द्वारा निर्धारित एक मीट्रिक – 2 डी एन और पीएफईटी के प्रदर्शन को प्रभावित किए बिना। एएसएमएल के निकट सहयोग से अनुकूलित एकल-पैटर्निंग ईयूवी लिथोग्राफी का उपयोग, स्केल्ड सीपीपी को सक्षम करने में महत्वपूर्ण था।
स्केल किए गए ट्रांजिस्टर अच्छे वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं को दिखाते हैं, पीएफईटी लगभग सबसे अच्छा प्रदर्शन करने वाले प्रयोगशाला-आधारित उपकरणों के साथ प्रदर्शन करते हैं – टीएमडी ट्रांजिस्टर के लिए लंबे समय से चली आ रही चुनौती को संबोधित करते हैं। इसके अलावा, विद्युत परिणाम बताते हैं कि जब गेट वोल्टेज (वीजी) 0V पर सेट होता है तो दोनों ट्रांजिस्टर ध्रुवीयताएं बंद हो जाती हैं। गौरी शंकर कर बताते हैं, “इस आदर्श व्यवहार को एक अभिनव ‘रिवर्स’ पतली-फिल्म ट्रांजिस्टर (टीएफटी) निर्माण प्रवाह के उपयोग के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।” “पारंपरिक 2डी-सामग्री आधारित ट्रांजिस्टर के विपरीत, हमारे एन और पीएफईटी में निचले संपर्क और एक ओवरलैपिंग जमा गेट होते हैं। टीएमडी चैनल सामग्री को संपर्कों के रूप में काम करने वाले पहले से ही पूर्व-पैटर्न वाले टंगस्टन (डब्ल्यू) से भरे खाइयों पर स्थानांतरित करके इसका एहसास किया जाता है।”
अनुसंधान कार्य के रणनीतिक महत्व पर प्रकाश डालते हुए, टीएसएमसी के उपाध्यक्ष और सीटीओ, डॉ. मिन काओ ने टिप्पणी की, “हमारा अनुसंधान सहयोग सेमीकंडक्टर नवाचार की सीमाओं को आगे बढ़ाने में महत्वपूर्ण है। फोकस ‘प्रयोगशाला से फैब’ संक्रमण को कम करने और तेज करने पर है, यह सुनिश्चित करते हुए कि अभूतपूर्व खोजों – विशेष रूप से इन उपन्यास चैनल सामग्रियों में – को तेजी से और कुशलता से उन्नत विनिर्माण में एकीकृत किया जा सकता है, और अंततः अत्याधुनिक समाधान प्रदान किए जा सकते हैं।”
“2डी टीएमडी सामग्रियां संभावित रूप से सिलिकॉन पर आधारित ट्रांजिस्टर की तुलना में बहुत छोटे और उच्च-प्रदर्शन वाले ट्रांजिस्टर को सक्षम कर सकती हैं, लेकिन 2डी-चैनल डिवाइस जिन्हें अब तक 300 मिमी प्रक्रियाओं का उपयोग करके प्रदर्शित किया गया है, वे वास्तव में काफी बड़े हैं, और पुरानी लिथोग्राफिक प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके पैटर्न बनाए गए हैं। ईयूवी लिथोग्राफी के बहुत तेज रिज़ॉल्यूशन के लिए धन्यवाद, हम 28 एनएम जितनी छोटी चैनल लंबाई और सबसे उन्नत ट्रांजिस्टर नोड्स के साथ संगत पिच पर टीएमडी ट्रांजिस्टर बनाने में सक्षम थे।” एएसएमएल के प्रौद्योगिकी विकास केंद्र यूरोप के निदेशक एटिने डी पोर्टेरे को जोड़ा गया।
