一种二维材料半导体晶体管多栅结构

直观上很容易理解的一点是：二维材料解决了硅基材料纵向尺寸继续缩小的问题，构筑沟道材料的单层二维半导体的厚度最小可至1 nm以下。

当然由于很强的短沟道抑制能力，二维材料的横向沟道尺寸也可以做到1 nm以下，这个我们后面可以出一期文献讲解如何实现超小沟道尺寸的具体方式。

这里重点想介绍的是另一种横向尺寸缩小的方式，也就是“多”栅控制（包括双栅，三栅，环栅等等），这个概念在硅基MOSFET已经很常见，在二维半导体晶体管的引入也是一种对传统硅基工艺的借鉴学习。

然而由于二维半导体材料本身的物体特性，实现多于双栅的“多”栅控制还是有一定的难度，需要利用特殊的材料生长和器件制备工艺，目前比较常见的一种二维材料半导体晶体管“多”栅结构为Ω栅非平面结构。

新结构：omega-shaped gate-Non-planar gate architecture

文章中沟道材料采用转移的高质量MoS2制备，保证了制备后晶体管的高性能。此外，在薄膜转移后采用了乙醇滴涂加自然晾干增加薄膜和纳米线接触紧密度。

文章研究了器件的电学特性和短沟道效应（电学性能随沟道长度的变化），并构筑了反相器和与非门。

（b）背栅控制随着纳米线直径的增加而逐渐减小；（c）器件具有大开态电流和小的SS。

（c）（f）开态电流最高达到了0.89A/μm，跨导最大为32.7 μS/μm。

对于“多”栅结构的二维半导体晶体管还有很多可研究的点，以这篇文章为例，是否其他更好的纳米线材料的替代可以实现材料更紧密的接触，简化工艺等等，不管是材料还是器件的制备工艺趋势肯定是易于大规模集成。

审核编辑：刘清